Az atommagok gerjesztett állapotainak, illetve azok gamma-bomlással történő legerjesztődésének tanulmányozása fontos az atommagok szerkezetének és működésének jobb megértéséhez. Alacsony gerjesztési energiákon az egyes kvantumállapotok spektroszkópiai módszerekkel jól tanulmányozhatók. Az energiát növelve, közepes tömegszámú magok esetén 2-3 MeV, nehéz magoknál már 1-2 MeV környékén elérjük az úgynevezett kvázi-kontinuum tartományt. Ebben a tartományban az állapotok sűrűsége meghaladja az 50 nívó/MeV értéket, amit kísérleti eszközeinkkel már nem tudunk feloldani. Tovább növelve a gerjesztési energiát, eljutunk a kontinuum tartományba, ahol az egyes nívók természetes szélessége nagyobb mint az átlagos nívótávolság, ennek következtében a nívók egymással fedésbe kerülnek, ezért ebben a régióban az állapotok feloldására elvi lehetőség sincs. A kvázi-kontinuum és kontinuum tartományokban az egyes állapotokat nem tudjuk szeparáltan megfigyelni, így csak átlagos magtulajdonságok mérésére van lehetőségünk. Az állapotsűrűség, és a gamma-erősségfüggvény a kvázi-kontinuum, illetve kontinuum tartománybeli gerjesztett állapotokról, és azok gamma-átmeneteiről számot adó statisztikai mennyiségek, melyek nemcsak a modellszámítások, de a további kísérleti vizsgálatoknak is fontos bemenő paraméterei. Mindezek felett, az aktinoida magtartományban ezen mennyiségek pontos ismeretének gyakorlati jelentősége megkérdőjelezhetetlen az új generációs nukleáris reaktorblokkok tervezéséhez, valamint a nagy aktivitású kiégett fűtőelemek transzmutációjához. Az Oslói Egyetem magfizikai csoportjával együttműködve könnyűion reakciókkal aktinoida atommagok állapotsűrűségének és gamma-erősségfüggvényének meghatározását tűztük ki célul a neutron szeparációs energia alatti tartományban. A vizsgált gerjesztési energiatartományban az aktinoidák hasadási reakciócsatornája nyitott. A gerjesztett állapotban keletkező hasadványok által emittált gamma-fotonok okozta háttér kiszűrése érdekében négy darab PPAC modulból felépülő hasadványdetektor-rendszert építettem, és illesztettem a már meglévő CACTUS gamma-detektorrendszerhez. Mindamellett, hogy az új mérőrendszer alacsonyabb hátterű gamma-spektrumok felvételét teszi lehetővé, segítségével lehetőség nyílt gamma-bomlás/hasadás elágazási arány meghatározására is. A vizsgált Th(231-233), Pa(232,233), U(237-239) és Np(238) izotópok sűrűségfüggvényének és gamma-erősségfüggvényének meghatározása mellett, azok mindegyikében sikerült kimutatnunk egy alacsonyenergiás M1 kollektív rezonanciát, az úgynevezett ollózó módust.

Investigations of excited states and gamma decays of atomic nuclei are important in order to gain better understanding of their structure and behavior. At low excitation energies, gamma spectroscopy is a great tool to study individual quantum-states. The quasi-continuum is reached as the excitation energy increases to 1-2 MeV in the case of heavy nuclei or to 2-3 MeV in the middle mass region. In the quasi-continuum the level density exceeds 50 levels/MeV, thus current devices can not resolve single states. As the energy is further increased, we can get to the continuum region where the energy width of excited states is larger than the average level spacing, thus there is no way to study individual quantum-states. Since we can not separate the energy levels in the quasi-continuum and continuum, it means that only the average properties of the nuclei can be studied in this energy region. Level density and gamma-strength function account for quantities of excited states and gamma decays in the quasi-continuum and continuum region, that are important input parameters to model calculations and further experimental investigations. In addition, these quantities have unquestionable importance for the development of new-generation power plants and transmutation of high-activity nuclear waste. In cooperation with the nuclear group of the University of Oslo, we aimed at studying level densities and gamma-strength functions in actinides using light charged particle reactions. In the investigated excitation energy region, fission reaction channel opens in the actinides. In order to reduce the rate of gamma photons emitted by fission fragments I have built and installed a new fission fragment detector array consisting four PPAC modules to the existing gamma-detector system called CACTUS. This new complex device, in addition to determining level densities and gamma strength functions with higher accuracy, is a suitable tool to study gamma-decay/fission branching ratios. We have measured level densities and gamma-strengths in Th(231-233), Pa(232.233), U(237-239) and Np(238) isotopes and a low-energy collective M1 resonance, the so-called scissors resonance was found in all of these nuclei.