Дисертації з теми "Installations de faisceaux d'ions radioactifs"
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Marie-Jeanne, Mélanie. "Investigation des performances d'un élévateur de l'état de charge par ECR à ISOLDE : une étude du scénario 1+ n+ pour les installations ISOL de la prochaine génération." Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10026.
Анотація:
Le travail que je décris ici fut effectué à ISOLDE, au CERN. Il vise à établir un rapport objectif des performances actuelles des sources d'ions à Résonance Electronique Cyclotronique (ECR) utilisées en tant qu'élévateurs d'état de charge, à la fois avec des faisceaux d'ions stables et radioactifs. Au préalable, j'ai entrepris quelques développements techniques pour améliorer le dispositif et conduire les tests dans des conditions optimales. Ce rapport détaille la majeure partie de ces développements qui concerne la pureté du faisceau. Puis, j'ai achevé le programme de mesure des efficacités d'élévation d'état de charge pour divers isotopes avec des modes de fonctionnement différents. J'ai analysé les résultats de ces expériences et les ai comparés aux performances actuelles des autres méthodes d'élévation d'état de charge. Finalement, je présente les conclusions que l'on peut tirer de cette étude concernant les choix à effectuer pour les futurs post-accélérateurs dans les installations de type ISOL. La discussion s'étend aux applications immédiates, pour les expériences de physique, des faisceaux radioactifs d'ions épluchés par ECRThe work described here was performed at ISOLDE, CERN. It aimed at giving an objective report of the current performances of Electron Cyclotron Resonance (ECR) ion sources used as charge breeders, with both stable and radioactive ion beams. As a prerequisite, some technical developments were undertaken during the PhD thesis to improve the setup and to lead the tests with optimal conditions. A major part of these developments concerns beam purity, and is detailed in this thesis. Then, measurements of the charge breeding efficiencies of various isotopes were completed with different charge breeding modes. Results of these experiments are analyzed and compared to the current performances of other types of charge breeding methods. At the end, some conclusions are drawn from this investigation in perspective of the choices to make for future ISOL postaccelerators. The discussion is extended to the immediate application of ECR charge bred radioactive ion beams to physics experiments
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Ajayakumar, Anjali. "In gas jet laser spectroscopy optimization for high resolution measurement of actinides." Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2023. http://www.theses.fr/2023NORMC267.
Анотація:
La Ligne Basse Energie du Super Separator Spectrometer (S3-LEB) est un dispositif expérimental qui a pour objectif de produire des faisceaux d'ions radioactifs de basse énergie dans le cadre de l'installation GANIL-SPIRAL2. Ce travail de thèse traite des premiers résultats hors ligne de S3-LEB incluant les premières mesures de spectroscopie laser dans la cellule à gaz et dans le jet gazeux supersonique, la détermination de l'efficacité de transport des ions produits par ionisation laser résonante, depuis la cellule à gaz à travers la chaîne RFQ, et les mesures de temps de vol avec le spectromètre de masse PILGRIM. Les mesures ont été effectuées en utilisant de l'erbium, introduit par évaporation à partir d'un filament chauffé dans l'environnement gazeux. Les résultats de spectroscopie laser présentés comprennent une caractérisation de l'élargissement de la largeur spectrale due à la pression dans la cellule gazeuse, la validation du principe des mesures du décalage isotopique et de la structure hyperfine dans le jet gazeux. Ce travail démontre le potentiel unique de cette installation pour mener à bien les futures expériences en ligne. L'ionisation et la spectroscopie laser hors ligne de l'uranium et de l'américium de la série des actinides ont également été abordées. Ce travail de thèse comprend également des développements techniques tels que la mise en œuvre des systèmes laser en titane saphir et la construction d’un banc d'essai dédié aux tests des fenêtres d'entrées pour S3-LEB. Un système laser à faisceau continu pompé par diode a été construit pour une application de spectroscopie laser à haute résolution. Les mesures de spectroscopie laser de l'américium effectuées à RISIKO montrent le potentiel d'un tel système laser pour effectuer des mesures à haute résolution dans les actinidesThe Super Separator Spectrometer-Low Energy Branch (S3-LEB) is a low-energy radioactive ion beam experimental setup under commissioning as part of the GANIL-SPIRAL2 facility. In this thesis work, the off-line commissioning of the S3-LEB setup, including first laser spectroscopy measurements in both the gas cell and the supersonic gas jet, the determination of the transport efficiency of laser ions from the gas cell through the RFQ chain, and time-of-flight measurements with the multi-reflection time-of-flight mass spectrometer PILGRIM are discussed. The measurements were performed using erbium, introduced by evaporation from a heated filament in the gas environment. The reported laser spectroscopy results include a characterization of the pressure broadening in the gas cell and proof-of principle isotope shift and hyperfine-structure measurements. This work proves the potential of the setup to conduct the future online tests, where erbium is chosen as the first case for online commissioning. Offline laser ionization and spectroscopy of uranium and americium from the actinide series have been discussed. This thesis work also includes technical developments such as the implementation of the titanium sapphire laser systems and a dedicated entrance window test bench for the S3-LEB. A continuous wave diode-pumped laser system has been built for high-resolution laser spectroscopy application. Americium laser spectroscopy measurements at RISIKO present the potential of such a laser system in performing high-resolution measurements in actinides
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Pichard, A. "Développement de faisceaux d'ions radioactifs pour le projet SPIRAL 2." Phd thesis, Université de Caen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544206.
Анотація:
Cette thèse concerne l'étude de la production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL pour le projet SPIRAL 2. La production de faisceaux légers est tout d'abord considérée. Les taux de production potentiels de deux faisceaux sont évalués : la production de 15C (riche en neutrons) dans une cible d'oxyde est estimée à l'aide de simulations (MCNPx, EAF-07) et de données expérimentales ; le taux de production d'14O (déficient en neutrons) est estimé par une nouvelle mesure de la fonction d'excitation de la réaction 12C(3He,n)14O. Une première conception de la cible de production basée sur des simulations thermiques est présentée. Cette étude apporte les réponses nécessaires à la conception détaillée d'un système qui permettrait d'atteindre un taux de production 140 fois plus élevé qu'avec SPIRAL 1. La production des faisceaux d'ions radioactifs issus de fissions dans une cible d'UCx est aussi étudiée, et plus particulièrement les processus d'effusion et d'ionisation. Une étude de principe et une campagne de tests hors ligne ont permis d'acquérir des connaissances indispensables à la conception de la source à ionisation de surface de SPIRAL 2. Un premier prototype de cette source dédiée à la production d'éléments alcalins et alcalino-terreux a été réalisé et une calibration thermique a été effectuée. Les efficacités d'ionisation et de temps de réponse sur l'ensemble cible source ECR ont été mesurées à différentes températures de la cible et pour différents gaz nobles. Ces mesures ont permis d'estimer l'impact des processus d'effusion et d'ionisation sur l'efficacité de production de différents isotopes d'alcalins et de gaz nobles en fonction de leur durée de vie.
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Landré-Pellemoine, Frédérique. "Production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL pour SPIRAL." Phd thesis, Université de Caen, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008873.
Анотація:
Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet SPIRAL (Système de Production d'Ions Radioactifs Accélérés en Ligne) dont la mise en service débutera en septembre 2001 au GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) de Caen. Cette thèse a essentiellement porté sur le développement de systèmes de production d'ions radioactifs (ensemble cible source) par l'étude approfondie de chaque étape de la production par la méthode ISOL (Isotopic Separation On Line) : la production par fragmentation de la cible et/ou du projectile, la diffusion hors du matériau cible, l'effusion jusqu'à la source d'ionisation et enfin l'ionisation des atomes radioactifs. Une étude bibliographique et des simulations thermiques ont permis d'optimiser au mieux les matériaux et la forme des cibles de production et de diffusion. Une première cible a été optimisée et fiabilisée pour la production de gaz rares radioactifs (Argon, Néon,...). Une deuxième cible dédiée à la production d'Héliums radioactifs a entièrement été conçue (du cahier des charges jusqu'aux tests “hors ligne” et “en ligne”). Enfin, un troisième ensemble cible source a été défini pour la production d'alcalins radioactifs monochargés. Les intensités de faisceaux secondaires prévues pour SPIRAL y sont présentées. Une étude détaillée sur les efficacités de diffusion effusion pour ces différentes cibles a montré que l'utilisation d'un carbone dont la microstructure est fine (grain de 1µm) améliore la diffusion ainsi que l'importance de l'épaisseur des lamelles dans l'effusion des isotopes de courts temps de vie.
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Joinet, Angélique. "Production de faisceaux d'ions radioactifs chimiquement réactifs par séparation en ligne." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112163.
Анотація:
La méthode de séparation d'isotope en ligne (ISOL), permet de produire par réaction de spallation, de fragmentation ou de fission des faisceaux d'ions radioactifs plus ou moins loin de la vallée de la stabilité. Bombardée par un faisceau primaire de forte intensité, la cible de production est épaisse, ce qui permet d'obtenir de forte production. Le problème est de trouver des matériaux de cible qui à haute température, relâchent rapidement les produits de réactions arrêtés dans la cible. Cette méthode radiochimique, optimisée pour fonctionner avec une source d'ions utilise les propriétés thermochimiques comme la pression de vapeur, la diffusion et la désorption. Le délai dû au transfert de masse limite l'efficacité de production et en particulier celle des isotopes de courte durée de vie. Pour les éléments des groupes chimiques 14 et 16 qui sont chimiquement réactifs vis-à-vis de leur environnement de production, cette technique a été inefficace. L'introduction du processus d'évaporation chimique apporte une solution. Cette technique, au cours de laquelle un agent chimique est introduit dans la cible, assure le transport de l'élément en question vers la source d'ions, sous forme de molécules. Les faisceaux d'ions radioactifs de sélénium et de soufre déficients en neutrons ainsi que les faisceaux d'étain riches en neutrons sont de grands intérêts pour la communauté des physiciens. L'objectif de nos travaux a été d'optimiser l'ensemble cible source, afin d'obtenir des faisceaux d'ions radioactifs ayant une intensité et une pureté exploitable. Tout d'abord, des mesures hors ligne ont permis de trouver des matériaux de cible adaptés au relâchement de ces isotopes et de plusieurs autres éléments. Ensuite, des mesures en ligne ont permis d'étudier la formation, la stabilité et l'ionisation des molécules COSe, COS, SnS et GeS. Un des grands avantages de la méthode d'évaporation chimique est d'obtenir des molécules volatiles et de réduire la contamination isobarique. Les travaux de cette thèse qui s'inscrivent dans le cadre du projet EURISOL, visant à construire une nouvelle génération d'accélérateur qui délivrerait des faisceaux de fortes intensités et d'une grande pureté, ont démontré qu'un traitement physico chimique des isotopes dans leur environnent est crucialThe isotope separation on line method allows to produce by spallation, fragmentation or fission reaction, radioactive ion beams far from the valley of stability. A thick target is irradiated by a high intensity primary beam. Therefore, high production can be achieved. The problem is to find target material that releases rapidly at high temperature, the reaction products stopped into the target. This radiochemical method, optimised to work with an ion source, is based on the thermochemical properties as vapour pressure, diffusion and desorption. The delay due to the mass transfer will have some consequences on the production efficiency, and particularly for the short half life isotopes. This technique has been inefficient for the 14 and 16 group elements, which are chemically reactive in their production environment. The introduction of the chemical evaporation can solve the problem. Chemical specie is introduced into the target, allowing the transportation of the element as a molecule towards the ion source. The neutron deficient selenium and sulphur radioactive ion beams and the neutron rich tin beams are of great interest for the physicist community. The goal of my work has been to optimise the target and ion source unit in order to achieve high intensity and purity. First, off line measurements allowed to find target material dealing to a fast release of these isotopes and of several elements. Afterwards, we studied the formation, stability and ionisation of the COSe, COS, SnS and GeS molecules by on line measurements. One advantage of the chemical evaporation method is to obtaine volatile molecules and to reduce isobaric contamination. This thesis has been done in the frame of the EURISOL project. This would construct a new generation accelerator, that would deliver high intensity and high purity ion beams. And this work demonstrates that a chemical physical treatment of isotopes in their environment is crucial
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Pichard, Alexandre. "Développement de faisceaux d’ions radioactifs pour le projet SPIRAL 2." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2052.
Анотація:
Cette thèse concerne l'étude de la production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL pour le projet SPIRAL 2. La production de faisceaux légers est tout d’abord considérée. Les taux de production potentiels de deux faisceaux sont évalués : la production de 15C (riche en neutrons) dans une cible d’oxyde est estimée à l’aide de simulations (MCNPx, EAF-07) et de données expérimentales ; le taux de production d’14O (déficient en neutrons) est estimé par une nouvelle mesure de la fonction d’excitation de la réaction 12C(3He,n)14O. Une première conception de la cible de production basée sur des simulations thermiques est présentée. Cette étude apporte les réponses nécessaires à la conception détaillée d’un système qui permettrait d’atteindre un taux de production 140 fois plus élevé qu’avec SPIRAL 1. La production des faisceaux d’ions radioactifs issus de fissions dans une cible d’UCx est aussi étudiée, et plus particulièrement les processus d’effusion et d’ionisation. Une étude de principe et une campagne de tests hors ligne ont permis d’acquérir des connaissances indispensables à la conception de la source à ionisation de surface de SPIRAL 2. Un premier prototype de cette source dédiée à la production d’éléments alcalins et alcalino-terreux a été réalisé et une calibration thermique a été effectuée. Les efficacités d’ionisation et de temps de réponse sur l’ensemble cible source ECR ont été mesurées à différentes températures de la cible et pour différents gaz nobles. Ces mesures ont permis d’estimer l’impact des processus d’effusion et d’ionisation sur l’efficacité de production de différents isotopes d’alcalins et de gaz nobles en fonction de leur durée de vieThis thesis focuses on the study of radioactive ion beam production by the ISOL method for the SPIRAL 2 project. The production of light ion beams is studied and the potential in-target yields of two beams are appraised. The neutron-rich 15C yield in an oxide target is estimated with simulations (MCNPx, EAF-07) and experimental data bases; the neutron-deficient 14O yield is estimated thanks to a new measurement of the 12C(3He,n)14O reaction excitation function. Based on thermal simulations, a first design of the production target is presented. This thermal study gives the necessary answers for the detailed design of the system able to reach a production yield 140 times higher than with SPIRAL 1. The production of radioactive ion beams coming from fissions in the UCx target is also studied and more particularly effusion and ionisation processes. A global study and an off-line tests campaign allow essential knowledge to the design of the surface ionisation source for SPIRAL 2 to be acquired. A first prototype of this ion source dedicated to alkali and alkaline-earth element production has been built and a thermal calibration performed. Ionisation efficiency and time response of the target-ion source system have been measured at different target temperatures and for different noble gases. These measurements allow evaluation of the impact of effusion and ionisation processes on the production efficiency of different alkali and noble gases isotopes as a function of their half-life
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Rossé, Bertrand. "Détection γ [gamma] et faisceaux radioactifs : recherche de noyaux exotiques très déformés". Lyon 1, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/12/04/76/PDF/These.pdf.
Анотація:
Ce travail de thèse porte sur la recherche de grandes déformations dans des noyaux lourds, très déficients en neutrons, proches de la ligne d'émission spontanée de proton, donc soumis à des conditions extrêmes d'isospin, dans la région de masse A~130. L'expérience a été réalisée au GANIL à Caen auprès de l'accélérateur de faisceaux radioactifs SPIRAL. Les noyaux étudiés ont été peuplés par des réactions de fusion-évaporation en utilisant un faisceau radioactif de 76Kr, déficient en neutrons et de période T½ = 14. 8 h. Les rayonnements γ ont été détectés par le multidétecteur EXOGAM, composé de « clovers » segmentés de germanium pour lesquels une nouvelle méthode de calibration en énergie des segments a été développée. Pour extraire les événements de fusion-évaporation d'un fort bruit de fond lié à la radioactivité du faisceau, nous avons couplé EXOGAM avec le détecteur de particules chargées légères DIAMANT ainsi qu'avec le spectromètre de grande acceptance VAMOS, utilisé pour la première fois pour la détection de résidus d'évaporation. L'analyse minutieuse de l'ensemble des données nous a permis de montrer que le couplage EXOGAM + DIAMANT + VAMOS est opérationnel et nécessaire pour l'étude de la structure des noyaux de cette région. De plus, nous avons pu mettre en évidence la première transition γ du noyau très exotique impair-impair 130Pm. Les résultats ont été interprétés à partir de calculs théoriques microscopiques auto-cohérents statiques et dynamiques effectués en collaboration avec les physiciens du groupe de Physique Théorique de l'IPN LyonThis work is devoted to the search for highly deformed nuclei under extreme conditions of isospin, located near the proton drip-line, around A~130. The experiment was performed at GANIL (Caen) with the SPIRAL radioactive beam facility. The nuclei of interest were produced by fusion-evaporation reactions induced by the neutron deficient 76Kr radioactive beam (T½ = 14. 8 h). γ-rays were detected by the EXOGAM array, composed of 11 segmented germanium clover detectors, for which a new segment calibration method has been developed. To extract fusion-evaporation events of a overwhelming background due to the radioactivity of the beam, the EXOGAM array was coupled with the light charged particle detector DIAMANT and the high acceptance VAMOS spectrometer. The latter was used for the first time to detect fusion-evaporation residues. The detailed data analysis allowed us to demonstrate that the EXOGAM + DIAMANT + VAMOS coupling is operational and essential to investigate the structure of these nuclei. Furthermore, the first γ transition was observed in the very exotic odd-odd 130Pm nucleus. The results have been interpreted with static and dynamic self-consistent microscopic calculations in collaboration with the Theoretical Physicists of the IPN Lyon
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Bilheux, Jean-Christophe. "Design studies of high-power fast diffusion-release targets and fast vapor-transport systems for radioactive ion beam." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2003. http://www.theses.fr/2003VERS0009.
Анотація:
Il est difficile d'obtenir par la technique de séparation d'isotopes en ligne(ISOL), des faisceaux de particules radioactives à courte période qui aient des intensités d'intérêt pour la physique. Deux facteurs limitatifs par le temps qu'ils consomment : la diffusion des particules radioactives dans le matériau de cible et l'effusion (transport) de la cible à la source d'ions de laquelle elles vont être extraites et accélérées. Les temps caractéristiques de ces deux processus doivent être minimisés. Etant donné que la vitesse du processus de diffusion augmente d'autant plus que la cible est compacte et que sa température est élevée, il faut concevoir des cibles réfractaires ayant de très faibles dimensions (de l'ordre du micron), une très faible densité, une forte perméation et d'excelentes propriétés mécaniques à haute température. Par ailleurs, le système de transport entre la cible et la chambre d'ionisation doit être conçu pour réduire drastiquement le temps de transit des particules radioactives. Pour cela, les matériaux de construction des éléments de ce système doivent être sélectionnés pour limiter les temps de collage des particules radioactives sur les parois. Les différents chapitres de cette thèse développent les théories de base de ces processus, appuyées par de nombreuses simulations, les solutions technologiques retenues et les résultats expérimentaux. De ces études résultent un accroissement notable de la palette des ions radioactifs utilisables par la méthode ISOL.
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Eleon, Cyrille. "Recherche et développement concernant la production d'ions radioactifs dans le cadre de SPIRAL." Caen, 2007. http://www.theses.fr/2007CAEN2057.
Анотація:
Ce travail de thèse concerne l’étude de la production de faisceaux d’ions radioactifs par la méthode ISOL. Il s’inscrit dans le cadre de la R&D pour SPIRAL à GANIL. Deux études destinées à améliorer les performances de SPIRAL ont été réalisées à partir d’une approche statistique originale du processus de transformation atomes-ions. La première étude porte sur les temps de transformation entre les instants de production des atomes radioactifs d’35Ar dans une cible et d’extraction des ions radioactifs correspondant hors de la source à l’aide du dispositif TARGISOL (cible + source ECR). Le but était de déterminer les coefficients de diffusion de l’Ar dans des cibles en carbone graphite. Les résultats sont présentés et démontrent la rigueur qu’exige cette étude. La seconde étude est une application de l’approche statistique au fonctionnement d’une source à ionisation de surface. Elle a permis de redéfinir et de construire un ensemble de production de faisceaux d’ions 1+ alcalins radioactifs MonoNaKe. Des ions radioactifs de 37,47K, 25,26,27,28,30Na, 8,9Li et 28,29,30,31Al ont été produits. Pour produire un faisceau d’ions alcalins radioactifs multichargés, l’ensemble cible-source MonoNaKe a été couplé avec une source ECR de même type que celle utilisée actuellement sur SPIRAL 1, sans utiliser de séparateur de masse (méthode 1+/N+ directe). Un premier faisceau d’ions radioactifs 47K5+ a été extrait sur le banc de test SIRa. Une source de test hors ligne basée sur les mêmes principes que ceux adoptés pour la définition de MonoNaKe a été construite. Son but est d’élaborer un prototype de source répondant aux contraintes de SPIRAL 2 (efficacité d’ionisation et durée de vie)This thesis is related to the R&D for the production of radioactive ion beams by the ISOL method for SPIRAL at GANIL. Two studies concerning improvements to the performance of SPIRAL target-source system have been made, using a statistical approach to the atoms-to-ions transformation. The first study concerns the transformation time between the production of the radioactive atoms of 35Ar inside a target and the extraction of the radioactive ions from the source with the TARGISOL set-up (target + ECR source). The goal was to determine the diffusion coefficients of the Ar for the carbon target. The results were presented and illustrate the difficulty of this work. The second study is the application of the statistical approach to the surface ionization source. It allowed one to define and to build a new MonoNaKe set-up for the production of 1+ radioactive alkaline ions. Radioactive ions of 37,47K, 25,26,27,28,30Na, 8,9Li and 28,29,30,31Al were produced. For the production of the multicharged radioactive alkali ions, the MonoNaKe target/ion-source system was coupled to the ECR source of SPIRAL 1 without a mass separator (1+/N+ direct method). A first radioactive ion beam of 47K5+ was extracted at the SIRa test bench. A surface ionization test source based on the same technical characteristics of MonoNaKe has been built. The goal of this system will be to define a prototype of source adapted to the constraints of SPIRAL 2 (ionization efficiency and lifetime)
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Gibouin, Stéphane. "Contributions à l'étude de la production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL." Phd thesis, Université de Caen, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002930.
Анотація:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la R&D pour la production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL au GANIL à Caen. Ce travail de thèse a porté sur plusieurs techniques différentes basées sur la méthode ISOL.La première est la production de faisceaux d'ions radioactifs à partir d'un ensemble cible-source de SPIRAL (cible + source ECR). Les taux de production des faisceaux de néon radioactif ont été déterminés sur le banc de tests SIRa et les prévisions pour SPIRAL ont été établies. La faisabilité de la production de faisceaux d'éléments radioactifs condensables à partir d'un tel ensemble cible-source, en utilisant un transport sous une forme moléculaire volatile entre la cible et la source, a été démontré expérimentalement en produisant des faisceaux d'oxygène radioactif via la molécule CO.
La deuxième technique est la production de faisceaux d'alcalins radioactifs à partir de l'ensemble ciblesource MONILITHE (cible + source à cavité chaude). Les efficacités de production des faisceaux de lithium et de sodium radioactifs ont été déterminées. Une nouvelle méthodologie, la « méthode globale », a été développée dans le cadre de cette thèse, afin de déduire les propriétés de diffusion, d'effusion et d'ionisation de ces deux éléments à partir de cet ensemble. Elle a montré que l'évolution des propriétés de diffusion entre les différents alcalins a un comportement similaire à celle entre les différents gaz rares.
La troisième est la technique IGISOL (cible + guide d'ions). Le code MI-GI-CHEMIN a été conçu afin de reproduire le mouvement des ions dans un guide d'ions, rempli d'hélium et d'une concentration donnée d'impuretés, incluant des champs électriques et magnétiques. Un premier prototype IGISOL est en cours de réalisation au GANIL.
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Salord, Olivier. "Sonde nanométrique d'ions réactifs." Aix-Marseille 2, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX22090.
Анотація:
Cette thèse présente la réalisation et la caractérisation d'une source ponctuelle d'ions réactifs destinée aux systèmes FIB et SIMS. Cette nouvelle source nommée MiMICIS (Microscopic Liquid Ionic Compoud Ion Source) associe une brillance élevée et la possibilité d'émettre des espèces ioniques réactives. Le MiLICIS utilise pour matériau ionisable un mélange de sels fondus. [. . . ]The work performed during this thesis includes implementation and characterization of a point source of reactive ions for FIB and SIMS systems. This new ion source named MiLICIS (Microscopic Liaquid Ionic Compoud Ion Sourse), combines high brightness with the possibility of emitting reactive ion spies such as cesium. [. . . ]
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Lapuerta, Sandrine Moncoffre Nathalie Millard-Pinard Nathalie. "Étude de la corrosion du fer à l'interface de différents milieux (eau, air) soumis à l'irradiation de protons." Villeurbanne : Université Claude Bernard, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/05/96/97/PDF/these_S_lapuerta.pdf.
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Cocher, Sylvie. "Effets collectifs d'un faisceau refroidi d'ions lourds dans un anneau de stockage." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112105.
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Cuong, Phan Viet. "Development of a new surface ion-source and ion guide in the ALTO project." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112330.
Анотація:
Pour le projet ALTO à l'IPN d'Orsay, comme pour d'autres laboratoires qui exploitent la technique ISOL pour produire des faisceaux radioactifs intenses et purs, il est crucial, lorsque des isotopes de courte durée de vie sont produits dans des cibles épaisses, de réaliser des cibles et des sources d'ions avec des bonnes propriétés de sortie et de haute efficacité. Ainsi les études de R&D sur les cibles et les sources d'ions sont très importantes pour l'optimisation de la production, la sélectivité et la sortie des isotopes d'intérêt. Ces études sont aussi nécessaires vers les futurs installations transnationales de recherche en physique nucléaire SPIRAL-2 et EURISOL. Le travail présent est consacré à la production d'isotopes de gallium riches en neutrons par la technique de cible épaisse ISOL reposant sur la photo-fission et l'ionisation de surface. Nous visons à l'étude de la structure nucléaire du 82,83,84Ge grâce à la désintegration bêta du 82,83,84Ga. Dans ce but, nous nous concentrons sur le développement d'une nouvelle source d'ionisation de surface faite de matériaux à haute fonction de travail comme le Re et l'Ir. Un code C++ a été construit pour simuler l'efficacité d'ionisation de la source pour des surfaces différentes (des matériaux différents et des dimensions différentes) et le résultat a été comparé avec une base de données expérimentales du CERN. Le code peut être utilisé pour optimiser les dimensions de la source d'ions dans des agencements futurs. En même temps nous avons réalisé une expérience d'essai afin de mesurer l'efficacité d'ionisation du gallium dans des cavités de Re et Ir-Re. D'autre part, pour les études de structure nucléaire d'éléments réfractaires, comme le cobalt ou le nickel, pour lesquels on s'attend à ce qu'ils révèlent un trésor d'informations de structure intéressantes, la technique ISOL à cible épaisse n'est plus appropriée. En effet, le point de fusion élevé de ces éléments fait qu'ils se volatilisent et se libèrent difficilement d'une cible épaisse. Alors une technique basée sur des cibles minces s'avère nécessaire et le guide d'ions à laser, basé sur une cellule à gaz pour thermaliser, neutraliser et arrêter les produits de réaction reculants suivie d'une ionisation résonnante laser pour les re-ioniser sélectivement, semble un bon choix. Cependant, afin de déterminer si la technique convient pour ALTO, nous devons répondre à la question quant au taux d'ionisation du gaz tampon par le faisceau primaire ainsi que les charges secondaires? Autrement dit, quel est le taux de production de paires ion-électron dans la cellule à gaz? En effet, un taux d'ionisation trop grand empêche l'extraction efficace des ions d'intérêt du guide d'ions à laser. Pour répondre à cette question, nous avons construit un code basé sur Geant-4 pour simuler l'ionisation du gaz tampon. En outre, dans un mouvement vers le projet SPIRAL-2 au GANIL, où la fission de l'238U sera induite par des neutrons produits dans un convertisseur carbonique depuis un faisceau de deutons, nous avons écrit un code Geant-4 pour simuler la production de neutrons, la fission induite par neutron et le dépôt d'énergie dans une cellule à gaz de dimensions semblables à la cellule proposée pour ALTOAt the ALTO project of IPN Orsay, as at many others using the ISOL technique for production of intense and pure radioactive beam (RIB), it is crucial, when short-lived isotopes are produced in thick targets, to realize target and ion-source systems with good release properties and high efficiency. Therefore, R & D studies on target and ion source are very important for optimization of the production, selectivity and release of the isotopes of interest. These studies are also needed towards the future SPIRAL-2 and EURISOL nuclear physics facilities. The present work is dedicated to the production of neutron-rich gallium isotopes by the ISOL thick-target technique using photo-fission and a surface ion source. We aim at the study of the structure 82,83,84Ge50,51,52 via the -decay of 82,83,84Ga51,52,53. By this purpose, we focus on the development of a new surface ion-source made from high working function like Rh and Ir. The code written by C++ has been built to simulate the ionization efficiency of different surface ion-source (different materials and dimensions), the result of which was compared with experimental data from CERN. The code can be used to optimize ion source dimensions in future designs. Also, we have performed a test experiment to measure the ionization efficiency of the Rh and Ir-coated Rh for gallium. On the other hand, for future nuclear structure studies of refractory elements such as cobalt or nickel (atomic number Z=27 and 28 respectively), of which it is expected that they may reveal much interesting structure information, the ISOL technique with a thick target is no longer suitable. Indeed, the high melting point of these elements makes it difficult to volatilize as well as release them from a thick target. For such a situation, a technique based on thin targets is needed and the laser ion guide based on a gas cell to thermalize, neutralize and stop the recoiling nuclear reaction products combined with a laser beam to re-ionize them selectively, seems a good choice. However, in order to know whether the technique is fit for ALTO, we need to answer the question as to what the ionization rate is of the buffer gas by the primary electron beam and secondary charges? In other words, what is the ion-electron pair production rate in the gas cell? This is most important since the ionization rate negatively affects the extraction efficiency of the laser ion guide whenever it becomes bigger than 1010. To answer this question, we built a code based on the Geant-4 toolkit to simulate the ionization of the buffer gas. Furthermore, in a move towards the SPIRAL-2 project at GANIL where fission of 238U will be induced by neutrons produced in a carbon converter from a deuteron beam, we also wrote a Geant-4 code to simulate the production of neutrons, the neutron-induced fission and the energy deposit in a gas cell of similar dimensions as the proposed gas cell for ALTO. We likewise performed a simulation for the gas cell at Leuven to compare with published results
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Lapuerta, Sandrine. "Étude de la corrosion du fer à l'interface de différents milieux (eau, air) soumis à l'irradiation de protons." Lyon 1, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/05/96/97/PDF/these_S_lapuerta.pdf.
Анотація:
Lors du stockage en site géologique profond, les conteneurs de déchets vitrifiés en acier inoxydable seront placés dans des surconteneurs en acier faiblement allié. Après la fermeture du site de stockage, ces surconteneurs seront dans un milieu radioactif contenant de l'air humide. Puis, après une centaine d'années, les surconteneurs seront probablement soumis aux effets de la radiolyse de l'eau en milieu radioactif anoxique. Dans ce contexte, mon travail de thèse est une étude fondamentale dont le but est de mieux comprendre les mécanismes de corrosion du fer pur sous irradiation de protons au contact de différentes atmosphères (air, azote) et de l'eau. Dans le cas de l'étude sur la corrosion atmosphérique du fer sous irradiation, nous avons tout d'abord étudié l'influence du flux et de la fluence du faisceau de protons. Lors de ce travail, nous avons caractérisé la structure des oxydes formés à la surface du fer. Le composé formé ne correspond à aucun oxyde ou hydroxyde de fer tabulés. Toutefois, sa structure est proche de celles de la lépidocrocite et de la bernalite. Nous avons, de plus, déterminé le coefficient de diffusion de l'oxygène dans le fer sous irradiation et ainsi montré que l'irradiation accélère de 6 ordres de grandeurs la corrosion. D'autre part, les irradiations effectuées dans différents gaz ont permis de mettre en évidence le rôle négligeable des nitrates et l'importance du couplage O2/H2O sur la corrosion du fer. Enfin, l'influence de l'humidité relative a été démontrée, le maximum de corrosion ayant lieu pour une humidité relative voisine de 45%. Dans le cas de l'étude sur la corrosion du fer en milieu aqueux sous irradiation, l'influence de l'oxygène dissous dans l'eau a été étudiée à l'aide d'un marqueur de surface. Nous avons mis en évidence que la corrosion est deux fois plus importante en milieu aéré qu'en milieu désaéré. De plus, l'influence des radicaux a été mise en évidence. Un échantillon irradié est beaucoup plus corrodé qu'un échantillon mis en contact avec une solution de H2O2. Enfin, le suivi du potentiel du fer sous irradiation nous a montré que ce sont les radicaux oxydants qui participent majoritairement à la corrosion
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Maunoury, Laurent. "Production de faisceaux d'ions radioactifs multicharges pour SPIRAL : Etudes et realisation du premier ensemble cible-source." Phd thesis, Université de Caen, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00470575.
Анотація:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet SPIRAL qui consiste à produire puis à accélérer un faisceau d'ions multichargés. Ce travail a porté essentiellement sur la partie production et ionisation du faisceau d'ions radioactifs. Un premier ensemble cible-source (NANOGAN II) a été étudié, réalisé puis testé. Il est destiné uniquement à la production de faisceau d'ions radioactifs multichargés de type gaz. Des tests "hors ligne" et "en ligne" ont montré que cet ensemble répond au cahier des charges du projet SPIRAL et qu'il est fin prêt à être mis en fonctionnement dans la casemate de production. A partir de ces tests, les intensités disponibles des futurs faisceaux de SPIRAL ont été calculées. Une étude détaillée de la diffusion d'un atome dans une cible de carbone a été faite. L'expression de l'efficacité de diffusion, à partir des équations de la diffusion (lois de Fick), a été déduite. Cette efficacité dépend des paramètres suivants : la température, la taille des grains composants la cible, les coefficients d'Arrhénius et la période radioactive. Le développement de trois méthodes expérimentales et la confrontation d'expérience/théorie ont permis de comprendre ce processus dans la cible de production et de déduire les coefficients d'Arrhénius pour les gaz rares. Une autre étude des cibles de production est présentée. Elle concerne la distribution de température permettant leur utilisation pendant plus d'un mois à une température de 2400 K. Deux développements ont été étudiés pour le futur de SPIRAL. Le premier (1+/n+) consiste en la transformation d'un faisceau monochargé en un faisceau multichargé grâce à une source R.C.E. Ceci permettra d'utiliser la source multichargé hors de la casemate de production et ainsi d'avoir des sources monochargées adaptées à de nombreux types d'éléments. L'autre développement (SPIRAL-II) est destiné à la production d'atomes radioactifs riches en neutrons crées par la fission de l'uranium induite par des neutrons rapides. Le faisceau de neutron est produit par le stripping/break-up d'un faisceau de deutons dans un convertisseur. Cette solution, très prometteuse, est en cours d'étude et fait partie d'un programme de Recherche Européen.
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MAUNOURY, LAURENT. "Production de faisceaux d'ions radioactifs multicharges pour spiral : etudes et realisation du premier ensemble cible-source." Caen, 1998. http://www.theses.fr/1998CAEN2065.
Анотація:
Cette these s'inscrit dans le cadre du projet spiral qui consiste a produire puis a accelerer un faisceau d'ions radioactifs multicharges. Ce travail a porte essentiellement sur la partie production et ionisation du faisceau d'ions radioactifs. Un premier ensemble cible-source (nanogan ii) a ete etudie, realise puis teste. Il est destine uniquement a la production de faisceaux d'ions radioactifs multicharges de type gaz. Des tests hors ligne et en ligne ont montre que cet ensemble repond au cahier des charges du projet spiral et qu'il est fin pret a etre mis en fonctionnement dans la casemate de production. A partir de ces tests, les intensites disponibles des futurs faisceaux de spiral ont ete calculees. Une etude detaillee de la diffusion d'un atome dans une cible de carbone a ete faite. L'expression de l'efficacite de diffusion, a partir des equations de la diffusion (lois de fick), a ete deduite. Cette efficacite depend des parametres suivants : la temperature, la taille des grains composant la cible, les coefficients d'arrhenius et la periode radioactive. Le developpement de trois methodes experimentales et la confrontation experience / theorie ont permis de comprendre ce processus dans la cible de production et de deduire les coefficients d'arrhenius pour les gaz rares. Une autre etude des cibles de production est presentee. Elle concerne la distribution de temperature permettant leur utilisation pendant plus d'un mois a une temperature de 2400 k. Deux developpements ont ete etudies pour le futur de spiral. Le premier (1+/n+) consiste en la transformation d'un faisceau monocharge en un faisceau multicharge grace a une source r. C. E. Ceci permettra d'utiliser la source multichargee hors de la casemate de production et ainsi d'avoir des sources monochargees adaptees a de nombreux types d'elements. L'autre developpement (spiral-ii) est destine a la production d'atomes radioactifs riches en neutrons crees par la fission de l'uranium induite par des neutrons rapides. Le faisceau de neutrons est produit par le stripping/break-up d'un faisceau de deutons dans un convertisseur. Cette solution, tres prometteuse, est en cours d'etude et fait partie d'un programme de recherche europeen.
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Boussaid, Ramzi. "Etude et développement d'un refroidisseur radiofréquece à gaz tampon pour des faisceaux radioactifs de très hautes intensités." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2039.
Анотація:
L’installation DESIR/SPIRAL2 est une installation de faisceaux radioactifs de faible énergie et de seconde génération. Les flux d’ions radioactifs produits nécessiteront une purification isobariques des isotopes. Cette séparation sera faite par un séparateur de très haute résolution (HRS) développé au Centre d’Etudes Nucléaire de Bordeaux Gradignan, CENBG. Pour avoir des performances nominales le HRS requiert des faisceaux de faible émittance. La seule technique universelle qui peut aboutir à un faisceau de faible émittance est le refroidisseur radiofréquence à gaz tampon, le RFQ Cooler. Le but du RFQ Cooler est de réduire l’émittance du faisceau à moins de ainsi que la dispersion longitudinale en énergie d’environ 1 eV, en utilisant des faisceaux de hautes intensités ( ). De ce fait, l’effet de la charge d’espace est considérable à la dégradation du faisceau refroidit. La compensation de cet effet exige des tensions RF et des fréquences élevées, respectivement quelques kilovolts et de quelques mégahertz. Ces derniers points différencient ce Cooler avec ceux qui existent. Le prototype du RFQ Cooler examiné pendant cette thèse, communément appelée « SHIRaC». Il a été développé de façon à transmettre au moins 60 % des ions à haute intensité. Les simulations numériques liées à la définition du SHIRaC ont conduit à trouver les paramètres de fonctionnement en termes de la pression, le champ de guidage et les tensions de polarisation des électrodes de la cellule d’injection et d’extraction. Elles ont permis également de choisir et optimiser un triplet électrostatique d’extraction pour adapter le faisceau refroidit et extrait du SHIRaC au HRS. Pour une intensité de 1µA, les résultats de refroidissement des ions 133Cs+ optimum sont variants : soit une dispersion en énergie minimale de 1. 15 eV pour une transmission de 21 % soit une dispersion en énergie de 4. 67 eV pour une transmission de 60 %. L’émittance est d’environ. La dégradation de la dispersion en énergie est due à la contribution de l’effet de la charge d’espace et du champ longitudinal. En dehors du RFQ, où les deux effets dégradent la dispersion en énergie, seulement la réduction du deuxième effet est possible. Pour achever cette réduction nous avons remplacé la lentille à trois électrodes de la cellule d’extraction par une à deux électrodes. En se servant de cette nouvelle lentille les dispersions en énergie se sont réduites de quelques pourcents : La dispersion en énergie correspondant à une transmission de 60 % a été réduite à 3. 85 eV. Cependant, la dispersion en énergie minimale a été légèrement diminuée à 1. 08 eV mais avec une augmentation de la transmission à 26 %. L’émittance est en dessous de. Les spectres en masse montrent la présence des impuretés de faibles masses, en dessous de 55 u. M. A. L’élimination de ces impuretés a été faite en étuvant la chambre du RFQ ce qui provoque la réduction de l’émittance de quelques pourcents. Les faisceaux disponibles au SPIRAL 2 sont intensifs et radioactifs. Ainsi, il serait indispensable de considérer l’effet de la nucléarisation sur l’environnement pour le RFQ Cooler SPIRAL2/DESIR. La réduction de cet effet exige le confinement de la matière nucléaire au sein de la chambre du RFQThe low energy facility DESIR/SPIRAL2 is a second generation installation of radioactive beams. The flows of radioactive ions will require purification at isobaric level of the isotopes. This separation will be made by a high resolution separator (HRS) developed at CENBG. To have the nominal performance the HRS requires a low émittance beam. The only universal technique which can lead to a low émittance beam is the RFQ Cooler with buffer gas. The goal of this Cooler is to reduce the beam émittance to less than and the longitudinal spread energy about 1 eV, using the very high intensity beams ( ). Therefore, the space charge effect is significant to cooling beam degradation. The compensation of this effect requires the high RF voltage and high frequency respectively a few kV and a few MHz. The latter points are what distinguish this Cooler with those who are existing. The RFQ Cooler prototype examined in this thesis, commonly called “SHIRaC”. It was developed so as to transmit at least 60% of ions at very high intensity. The numerical simulations related to the definition of SHIRaC led to find the operating parameters in terms of pressure RFQ, the guiding field and the electrodes voltage of injection and extractions cells. They also allowed choosing and optimizing an electrostatic extraction triplet which adapts the cooling beam to the HRS. At an intensity of 1µamps, the optimum cooling results of 133Cs+ ions are variants: either minimum longitudinal spread energy of 1. 15 eV for a transmission of 21 % or longitudinal spread energy of 4. 67 eV for a transmission of 60 %. The émittance is about. The degradation of longitudinal spread energy is due to contribution of space charge and longitudinal effects. Outside the RFQ, when these two effects act, only the reduction of the second effect is possible. To achieve this reduction we had replace the three electrodes lens of extraction cell by a two electrodes lens. Through the use of this new lens the longitudinal spread energy is reduced of few percents: longitudinal spread energy corresponding to a transmission of 60 % has been reduced to 3. 85 eV. However, his minimum was slightly reduced to 1. 08 eV and the corresponding transmission was increase to 26 %. The émittance is below of. The spectrum masses show the presence of impurities of low weight, less than 55 u. M. A. . The removal of these impurities was made by baking the RFQ chamber causing the reduction of émittance of a few percent. The SPIRAL 2 available beams are intense and radioactive. Thus, it will be indispensable to consider the nuclearization effect on the RFQ Cooler environment. His reduction requires the confinement of nuclear matter inside the RFQ room
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Pauwels, Nicolas. "Etude de la production de neutrons rapides a partir de faisceaux de deutons en vue de la mise en oeuvre de faisceaux d'ions lourds radioactifs." Paris 11, 2000. http://www.theses.fr/2000PA112269.
Анотація:
Cette these fait partie d'un programme de recherche et de developpement pour la mise au point d'une technique de production de faisceaux d'ions radioactifs riches en neutrons. La methode (basee sur le principe isol) consiste a produire des neutrons par interaction d'un faisceau de deutons avec une cible epaisse, puis a utiliser ces neutrons afin de faire fissionner une cible d'uranium 238 et enfin a extraire et a accelerer les produits de fission riches en neutrons pour en faire un faisceau. Les diverses etudes du programme sont regroupees au sein de deux projets parrne (production d'atomes radioactifs riches en neutrons) et spiral-ii (systeme de productions d'ions radioactifs acceleres en ligne). La production et la detection des faisceaux secondaires de neutrons utilises pour faire fissionner la cible d'uranium constituent le theme central de la these. Apres une etude bibliographique qui montre que les deutons sont les projectiles de choix pour la production des neutrons, trois sujets ont ete etudies plus particulierement au cours de ce travail : - l'extension de la technique des detecteurs a activation pour la mesure de spectres de neutrons dans une large gamme d'energie (1 a 150 mev), - la mesure experimentale a plusieurs angles des spectres de neutrons produits par interaction entre des deutons (de 17 a 200 mev) avec des cibles epaisses (be, c et u), - le developpement d'un modele simple permettant de reproduire et predire les distributions angulaires et les distributions en energie des neutrons produits par un faisceau de deutons d'energie quelconque dans un convertisseur de composition quelconque. Cette etude a permis de conclure que pour notre application le carbone est le convertisseur le mieux adapte (sauf cas tres particulier) et que l'energie optimale des deutons a utiliser devrait se situer aux alentours de 100 mev.
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Duval, Florian. "Etudes et conception d’un refroidisseur radiofréquence à gaz-tampon pour des faisceaux radioactifs de haute intensité." Caen, 2009. http://www.theses.fr/2009CAEN2048.
Анотація:
Ce projet s’inscrit dans le cadre de Spiral2 et de DESIR. L’objectif est de réduire l’emittance des faisceaux de Spiral2 pour permettre a un séparateur haute-résolution d’en effectuer la purification. Ce refroidisseur consiste en une structure quadrupolaire ou les ions sont confines par des champs RF en opposition de phase a 100eV. De l’hélium est injecte dans le quadrupole et, a chaque collision, l’ion perdra de l’énergie et sera finalement refroidi. La principale problématique est la charge d’espace. Les appareils existants refroidissent des courants quelques 10nA quand nous aurons a faire face a des intensités du μA ce qui accroîtra la répulsion coulombienne entre les ions. Cela impose de produire de forts champs de confinement (≈ 1kV/mm). Nous avons travaille sur un premier prototype, ayant un rayon de 3mm. Le principal effort de R&D a porte sur la partie électronique. Un premier système, base sur un circuit résonant LC, a été développe permettant de fournir jusqu’a 2500Vpp. Dans ces conditions, nous avons vérifie que nous n’avions pas de décharges électriques entre nos électrodes. Nous avons réduit l’emittance des faisceaux a 2π. Mm. Mrad a 60keV et la dispersion en énergie longitudinale a 146meV. La transmission maximale en 23Na+ et en 87Rb+ est de 25% avec une source a ionisation de surface dont la qualité du faisceau est meilleure que celle de Spiral2. Nous avons concu un nouveau refroidisseur avec une acceptante de 80π. Mm. Mrad a 60keV. Il a un rayon interne plus grand (r0 ≈ 5 mm) et de nouveaux jeux d’electrodes à l’injection et à l’extraction. Les performances du système RF ont été améliorées pour atteindre des amplitudes de 7kVppThis project is in the frame of Spiral2 and DESIR. The goal is to reduce beams emittance of Spiral2 beams to allow their purification with a high resolution separator. This cooler consists on a quadrupolar structure on which ions are confined by RF potential in opposite phase at 100eV. Helium is injected in the quadrupole and, after each collision, ion lose a part of its energy and is finally cooled. The main problem concerns the space charge. The existing devices cool current of few 10nA whereas we have to treat intensity around 1μA whose induce more coulombian repulsion between ions. That needs to produce strong RF fields (≈ 1kV/mm). We have worked on a first prototype with a 3mm-inner radius. The main R&D effort concerns the electronic part. A first RF system, based on a LC resonant circuit, has been developed and have provided up to 2500Vpp. We have checked that we didn’t have electrical breakdown between our electrodes. We have reduced beam emittance at a value around 2π. Mm. Mrad at 60keV and the longitudinal energy spread at 146meV. The maximum transmission in 23Na+ and 87Rb+ is 25% with an ionization source for which the beam quality is better than Spiral2. We have conceived a new cooler with an acceptance of 80 π. Mm. Mrad at 60keV. It has a larger inner radius (r0 ≈ 5 mm) and new sets of injection and extraction electrodes. The performances of the RF system have been improved to reach amplitudes up to 7kVpp
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Sifi, Rosa. "Ionisation résonante par faisceaux laser : Application aux sources d'ions et à l'étude de la structure des noyaux radioactifs de tellure." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00252001.
Анотація:
Dans ce travail de thèse, nous avons étudié la technique de l'ionisation résonante (qui consiste à ioniser un atome par faisceaux laser) que nous avons appliqué dans deux domaines importants en physique nucléaire : la production sélective de faisceaux d'ions radioactifs exotiques et l'étude de leurs propriétés dans le cadre d'une expérience de spectroscopie laser sur les isotopes de tellure. La naissance du projet ALTO (Accélérateur Linéaire auprès du Tandem d'Orsay) à l'IPN d'Orsay a fait émerger l'idée d'installer une source d'ions laser. A cet effet, une étude de faisabilité a été entreprise avec une installation laser à faible cadence (30 Hz) celle-ci devant être étendue à 20 kHz sur la future installation de faisceaux radioactifs (ALTO). Après un premier faisceau d'étain ionisé avec succès par cette source, nous avons poursuivi l'étude avec un faisceau de cuivre. Nous avons d'abord effectué des tests de schémas d'ionisation du cuivre stable : un schéma vers le continuum et deux schémas vers des états autoionisants voisins. Le schéma le plus efficace commence par une étape d'excitation de longueur d'onde λ1 = 249.2 nm suivie d'une longueur d'onde d'ionisation λ2 = 439.92 nm. Celle-ci correspond à un état autoionisant situé à 62845 cm-1 non connu auparavant et voisin des deux autres états autoionisants sélectionnés au départ. L'efficacité d'ionisation laser avec ce schéma a été mesurée et elle est semblable à celle prédite par la théorie.
L'ionisation résonante par faisceaux laser est également utilisée dans des expériences de spectroscopie auprès de COMPLIS à ISOLDE au CERN. La technique dans ce cas consiste à effectuer un balayage en fréquence autour de la transition d'excitation des atomes pour sonder leur structure hyperfine. Cette étape sera suivie de l'étape d'ionisation pour ioniser les atomes et les détecter. La spectroscopie laser nous permet de déterminer la structure hyperfine et le déplacement isotopique des atomes. Nous avons utilisé cette technique pour étudier les isotopes de tellure sur une longue chaîne isotopique 125m, 127mg, 129mg, 131mg, 132, 133mg, 134, 135 et 136Te. A partir des déplacements isotopiques mesurés nous avons déterminé la variation du rayon carré moyen de charge qui fait apparaître une rupture de pente du rayon de charge à N = 82 : la déformation du noyau diminue jusqu'à N = 82 où elle atteint la sphéricité puis elle augmente au-delà.
La mesure de la structure hyperfine des isotopes impairs de tellure nous a permis de déterminer les constantes de structure hyperfine des isotopes 135 et 133 dans leur état fondamental (Iπ = 7/2- et 3/2+ respectivement) et des isotopes 125, 127, 129, 131 et 133 dans leur état isomérique (Iπ = 11/2-). A partir de ces constantes nous avons extrait les moments nucléaires : µI et Qs. La comparaison des valeurs des moments magnétiques µI expérimentales avec les valeurs de moments existantes dans la littérature mesurées par résonance magnétique nucléaire nous donne un parfait accord.
L'extraction des valeurs des déformations à partir des moments quadrupolaires spectroscopiques en supposant une symétrie axiale conduit à une quasi sphéricité pour tous ces noyaux. Malgré les grandes barres d'erreurs, elles sont semblables aux valeurs des moments quadrupolaires des isotopes d'étain.
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Lemasson, Antoine. "Fusion et réactions directes autour de la barrière Coulombienne avec le noyau riche en neutrons 8He." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2051.
Анотація:
Les faisceaux d'ions radioactifs comme l'8He ouvrent de nouvelles perspectives pour étudier l'influence de nouveaux aspects structurels sur les mécanismes de réaction. Cette thèse présente les premières investigations sur les réactions induites par le noyau d'8He, faiblement lié et Borroméen, aux énergies autour de la barrière Coulombienne. La faible intensité des faisceaux d’ions radioactifs (~10^5 pps) nécessite le développement de techniques sensibles et sélectives. Une méthode expérimentale été développée pour mesurer précisément les sections efficaces de fusion. Dans le système 8He+197Au, les fonctions d'excitation de fusion et de transfert de neutron(s) ont été mesurées autour de la barrière. Les sections efficaces différentielles et intégrales pour la diffusion élastique, le transfert de neutron(s) et la fusion ont également été obtenues dans le système 8He+65Cu à partir de mesures inclusives et exclusives des rayons gamma caractéristiques, des particules chargées et des neutrons. Ces résultats expérimentaux et les calculs en voies couplées illustrent l'interconnexion des différents processus. Cette étude permet de comprendre l'influence de la structure interne de l’8He sur l'effet tunnel et le transfert de neutron(s) et met en évidence un comportement inattendu au sein de la chaîne isotopique des Héliums. L'étude systématique des fonctions d'excitation de fusion montre que, contrairement aux attentes, l’augmentation de la probabilité de l’effet tunnel sous la barrière Coulombienne associée à la structure interne des noyaux est beaucoup plus importante pour les noyaux «normaux» que pour les noyaux légers «exotiques» faiblement liésRadioactive ion beams like 8He, open new possibilities to investigate the influence of new and exotic structures on reaction mechanisms. This thesis presents the first investigations of reactions of the weakly bound, Borromean nucleus, 8He, at energies around the Coulomb barrier. The low intensity of radioactive ion beams (~10^5 pps) necessitated the development of a new sensitive and selective technique for the precise and accurate measurement of fusion cross sections. In the 8He+197Au system, excitation functions for fusion and neutron(s) transfer were measured. In the 8He+65Cu system, differential and integral cross sections for various processes like elastic scattering, neutron transfer and fusion were measured using both, inclusive and exclusive measurements of characteristic gamma-rays, charged particles and neutrons. These experimental results combined with coupled reaction channels calculations demonstrated the inter-connectivity among the various reaction processes. The internal structure of 8He influenced the tunneling process and neutron(s) transfer and interestingly, revealed an unexpected behavior within the Helium isotopic chain. Further, a systematic analysis of the known fusion excitation functions showed that the increase in sub-barrier fusion cross sections associated with the internal structure of nuclei, is in fact much larger for ``normal'' nuclei than for light, weakly-bound ``exotic'' nuclei
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Liatard, Éric. "Mesures de sections efficaces totales de réaction avec des faisceaux d'ions lourds stables et radioactifs par la méthode du rayonnement associé." Grenoble 1, 1989. http://www.theses.fr/1989GRE10143.
Анотація:
Nous avons mis au point une nouvelle methode de mesure directe de sections efficaces totales de reaction fondee sur l'utilisation d'un detecteur 4 pi modulaire. Dans un premier temps, des mesures ont ete effectuees avec des faisceaux d'ions lourds delivres par les accelerateurs sara et ganil dans la gamme d'energie 30-80 mev/u. Nous avons ensuite adapte notre dispositif aux mesures avec des faisceaux secondaires radioactifs (ligne lise du ganil). Les resultats obtenus couvrent une large gamme de projectiles legers comprenant des isotopes exotiques situes a la limite de la stabilite vis-a-vis de l'emission de neutrons. A partir des sections efficaces totales de reaction, les rayons carres moyens de ces projectiles sont calcules a l'aide d'un formalisme microscopique simple dont la validite est demontree par les resultats obtenus avec des faisceaux stables. Malgre la presence d'effets de structure marques (n pair- n impair), l'ensemble des isotopes etudies presente un rayon carre moyen normal excepte le #1#1be, le #1#4be et le #1#7b. Enfin, en utilisant les resultats de recents calculs haartree-fock, il est possible de determiner, a partir de nos donnees experimentales, les rayons carres moyens des distributions de neutrons des projectiles de n pairs. Ces rayons se comparent favorablement aux valeurs theoriques issues du meme calcul hartree-fock, excepte pour les cas ou l'extension spatiale des neutrons est tres importante (#1#4be et #1#7b)
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Boussaid, Ramzi. "Etude et développement d'un refroidisseur radiofréquence à gaz tampon pour des faisceaux radioactifs de très hautes intensités." Phd thesis, Université de Caen, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00787132.
Анотація:
L'installation DESIR/SPIRAL2 est une installation de faisceaux radioactifs de faible énergie et de seconde génération. Les flux d'ions radioactifs produits nécessiteront une purification isobariques des isotopes. Cette séparation sera faite par un séparateur de très haute résolution (HRS) développé au Centre d'Etudes Nucléaire de Bordeaux Gradignan, CENBG. Pour avoir des performances nominales le HRS requiert des faisceaux de faible émittance. La seule technique universelle qui peut aboutir à un faisceau de faible émittance est le refroidisseur radiofréquence à gaz tampon, le RFQ Cooler. Le but du RFQ Cooler est de réduire l'émittance du faisceau à moins de 1 π.mm.mrad ainsi que la dispersion longitudinale en énergie d'environ 1 eV, en utilisant des faisceaux de hautes intensités (i≈1µA). De ce fait, l'effet de la charge d'espace est considérable à la dégradation du faisceau refroidit. La compensation de cet effet exige des tensions RF et des fréquences élevées, respectivement quelques kilovolts et de quelques mégahertz. Ces derniers points différencient ce Cooler avec ceux qui existent. Le prototype du RFQ Cooler examiné pendant cette thèse, communément appelée " SHIRaC". Il a été développé de façon à transmettre au moins 60 % des ions à haute intensité. Les simulations numériques liées à la définition du SHIRaC ont conduit à trouver les paramètres de fonctionnement en termes de la pression, le champ de guidage et les tensions de polarisation des électrodes de la cellule d'injection et d'extraction. Elles ont permis également de choisir et optimiser un triplet électrostatique d'extraction pour adapter le faisceau refroidit et extrait du SHIRaC au HRS. A 1µA, les résultats optimums de refroidissement des ions 133Cs+ sont variants : soit une dispersion en énergie minimale de 1.15 eV pour une transmission de 21 % soit une dispersion en énergie de 4.67 eV pour une transmission de 60 %. L'émittance est d'environ 2.2 π.mm.mrad. La dégradation de la dispersion en énergie est due à la contribution de l'effet de la charge d'espace et du champ longitudinal. En dehors du RFQ, où les deux effets dégradent la dispersion en énergie. Pour achever la réduction de deuxième effet, nous avons remplacé la lentille à trois électrodes de la cellule d'extraction par une à deux électrodes. En se servant de cette nouvelle lentille les dispersions en énergie se sont réduites de quelques pourcents : La dispersion en énergie correspondant à une transmission de 60 % a été réduite à 3.85 eV. Cependant, la dispersion en énergie minimale a été légèrement diminuée à 1.08 eV mais avec une augmentation de la transmission à 26 %. L'émittance est en dessous de 2 π.mm.mrad. Les faisceaux disponibles au SPIRAL 2 sont intensifs et radioactifs. Ainsi, il serait indispensable de considérer l'effet de la nucléarisation sur l'environnement pour le RFQ Cooler SPIRAL2/DESIR. La réduction de cet effet exige le confinement de la matière nucléaire au sein de la chambre du RFQ.
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Henares, González Jose. "Study of condensable ion production by resonant laser ionization." Caen, 2016. http://hal.in2p3.fr/tel-01314260.
Анотація:
Cette thèse doctorale décrit le développement d´une source d´ions par ionisation laser résonante (RILIS) à GANIL. RILIS est une technique sélective de production d´ions qui est basé sur un procédé d'excitation résonante par étapes dans lequel les éléments d'intérêt sont ionisés via l´excitation de résonance atomique par le rayonnement des lasers titan:saphir. Le banc de test RILIS à GANIL consiste en trois lasers titan:saphir et une source d´ions (cavité chaude). Dans cette thèse, un nouveau schème d´ionisation a été développé pour Zn et les schèmes d'ionisation déjà connues pour Sn ont été comparés afin de déterminer le meilleur schéma d'ionisation pour un système laser titan:saphir. D´ailleurs, plusieurs configurations de la géométrie de la source d'ions ont été testés (deux diamètres et deux longueurs) afin de trouver une efficacité d´ionisation et emittance optimales. L´incrément du diamètre a produit une amélioration de la production d´ions laser, par contre aucun changement n’a été observé en modifiant la longueur. Le temps de vol des faisceaux d´ions ont été aussi étudiés pour les différentes configurations à plusieurs températures. Le temps de vol peut proportionner information sur la formation des ions à l´intérieure du corps de source. En autre, une technique pour mesurer la convolution de l´écart spatiale et énergétique du faisceau d´ions a été développé. Finalement, deux techniques ont été testées pour réduire la contamination : En première lieu, le mouvement des ions à travers la source d´ions peut être modifié par le champ électrique, provenant de l´effet Joule. Par conséquent, une étude de la configuration plus approprie a été effectué pour réduire la contamination des faisceaux d´ions par des alcalins. Deuxième, un matériau avec basse travail de sortie a été testé pour réduire la production des contaminants alcalins dans la source d´ionsThis doctoral thesis describes the development of a Resonant Ionization Laser Ion Source (RILIS) at the GANIL facility. The RILIS is a selective ion source technique which is based on a step-wise resonant excitation process where the elements of interest are ionized via atomic resonant excitation by laser radiation. The off-line RILIS test bench at GANIL consists of three tunable titanium:sapphire lasers and a hot-cavity ion source. In this thesis, a new three-step Zn ionization scheme was developed and the already known ionization schemes for Sn have been compared in order to identify the best ionization scheme for titanium:sapphire laser systems. Furthermore, several configurations of the ion source geometry were tested (two diameters and two lengths) in order to provide an optimal ionization efficiency and ion beam emittance. An increasing of the ionizer diameter was found to enhance the production of laser ionizer elements, while no enhancement was observed by modifying the ionizer length. The time-of-flight of the generated ions was also studied for the different ion source configurations at several temperatures. The time-of-flight can provide information about the ion formation inside the ion source cavity. In addition, a technique to measure the convolution of the spatial and energetic spread of the ion bunches at the detection point was developed. Finally, two contamination reduction techniques were studied: Firstly, the ions trajectories through the ion source cavity can be modified by the electric field generated due to resistive heating. Therefore, a study of the appropriate configuration of the electric field direction was performed to reduce the alkali contamination of the ion beam. Secondly, a low work function material was tested in order to reduce the production of alkali contaminants and molecular sidebands generated inside the ion source
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Bouzomita-Zran, Haïfa. "Mesure de précision de la décroissance super-permise de 18Ne." Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN2035.
Анотація:
La thèse porte sur la mesure précise de la décroissance super-permise (0+ -> 0+; T=1) de type Fermi du noyau 18Ne. Elle s’inscrit dans le cadre des études à basse énergie de l’interaction faible, qui permettent de tester certaines des prescriptions du Modèle Standard, ainsi que les modèles théoriques utilisés pour évaluer l’influence sur la structure du noyau atomique de la non-conservation de l’isospin par les forces nucléaires. Le travail porte sur la mesure précise de deux observables caractérisant la désintégration super-permise de 18Ne : la durée de vie du noyau, T1/2 = 1,6635 (20) s a été mesurée au moyen de détecteur de particules bêta auprès de l’installation ISAC à TRIUMF au Canada. Le rapport d’embranchement de la transition super-permise, BR =7,29 (5) %, a été obtenu au moyen d’un détecteur de rayonnement gamma auprès de l’installation SPIRAL du GANIL, en France. Cette dernière mesure a nécessité la mise en œuvre d’un dispositif dédié au GANIL qui permettra dans le futur d’étudier avec une grande précision les désintégrations super-permises d’autres noyaux radioactifs ainsi que les désintégrations bêta entre noyaux miroirsThis thesis focuses on high-precision measurements of the superallowed (0+ -> 0+; T=1) Fermi decay of 18Ne. Low-energy studies of the weak interaction allow one to test both predictions of the Standard Model, and theoretical models that evaluate corrections to the beta decay strength due to the isospin symmetry breaking by charge-dependent nuclear forces. In this work, a precise measurement of the half-life and branching ratio of the superallowed transition were obtained for the decay of 18Ne. The half-life, T1/2 =1. 6635 (20) s, was obtained in a beta decay experiment performed at the ISAC facility at TRIUMF in Canada. The branching ratio, BR = 7. 29 (5) %, was measured with a high precision gamma-ray detector at the SPIRAL facility of GANIL in France. This latter measurement required the development of a dedicated experimental tape station that will allow similar high-precision measurements to be performed in the future with other superallowed emitters and mirror beta decays
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Ridikas, D. "Optimisation de combinaisons de faisceau et de cible pour les systèmes de réacteurs hybrides et pour la production de faisceaux radioactifs par fission." Phd thesis, Université de Caen, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719971.
Анотація:
Ce travail de thèse se compose d'une partie théorique et d'une partie expérimentale. Nous combinons et utilisons les codes de transport de haute énergie LAHET, de basse énergie MCNP et le code d'activation CINDER. Nos calculs de validation des codes montrent que LAHET néglige la dissociation coulombienne du deutéron. En ajoutant cette contribution, nous obtenons un bon accord avec les données. Nous concluons également que LAHET reproduit bien la production d'isotopes si le modèle de fission ORNL est utilise pour des cibles avec z > 90. Le modèle de fission RAL donne des distributions isotopiques trop larges et ne reproduit pas les données en valeur absolue. Nous examinons différentes combinaisons de faisceaux (projectile, énergie), de cibles de spallation et de cœur de réacteur pour la production de neutrons, l'amplification d'énergie et la production de faisceau radioactif par fission. Nous montrons que les réactions (d, xn) pourraient apporter un certain nombre d'avantages importants, comparées aux réactions (p, xn). Nous concluons que l'utilisation de deutérons au lieu de protons devrait conduire a des intensités de faisceau primaire plus élevées, a un prix réduit du système et a moins de problèmes de radioprotection. Dans le projet SPIRAL Phase-II au GANIL, nous proposons la combinaison d(100 MeV)+Be→xn+U pour une production optimum de noyaux riches en neutron dans la région de masse 75≤A≤160. Cependant, la production de gaz de tritium dans la cible de conversion devrait être soigneusement étudiée. Nous prouvons également que l'utilisation des cibles de conversion de métal plus lourd peut poser des problèmes de radioprotection plus graves. Notre travail expérimental est directement relié aux investigations théoriques. Nous mesurons les distributions en énergie de protons produits par des deutérons de 100 et de 200 MeV sur 8 cibles minces (Be, C, Al, Ni, Nb, Ta, Pb et U) et dans la région angulaire 8° ≤ θp ≤ 120°. Les deux expériences ont été réalisées au LNS (Saclay, france) et au NAC (Faure, Afrique du Sud). Les données de bonne qualité (10% en valeur absolue et un seuil en énergie de 4-8 MeV) sont bien reproduites par le modèle LAHET amélioré pour les réactions (d, xp) et, par conséquent, pour les réaction (d, xn).
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Stefan, Gheorghe Iulian. "Spectroscopie par diffusion élastique résonante d'oxygène 15 et nouveau chemin de réaction dans le cycle carbon-azote-oxygène." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2077.
Анотація:
Dans ce travail, nous avons développé une méthode générale pour l’étude spectroscopique des niveaux non liés : la diffusion élastique résonante en cinématique inverse. Cette méthode permet l’utilisation de cibles minces comme épaisses, et l’angle de la mesure est choisi égal à 0° par rapport à la direction de propagation du faisceau. Nous avons utilisé une cible gazeuse mince pour la mesure de la réaction 4He(15O,α)15O, puis une cible épaisse pour 1H(15O,p)15O. La seconde mesure a permis d’obtenir les propriétés (énergie, spin, largeur) des premiers états du noyau non lié 16F, ceci avec une résolution en énergie remarquable. Nous avons exploité ces nouveaux résultats dans le calcul du taux de la réaction 15O(p,β+)16O, que nous avons comparé avec le taux estimé pour la réaction 15O(α,γ)19Ne. Nous avons également considéré pour la première fois l’importance de la queue aux basses énergies d’une résonance dans un noyau non lié. Dans cette partie de la résonance on devrait observer un effet de piégeage par le champ coulombien, favorisant ainsi la décroissance bêta du 16F. Nous avons également mis en évidence la possibilité de peupler favorablement cette partie de la résonance par une transition gamma. Les réactions séquentielles 15O(p,γ)(β+)16O et 15O(p,γ)(p,γ)17Ne sont étudiées pour la première fois, et leur taux est comparé avec le taux estimé de la réaction 15O(α,γ)19Ne. Plusieurs conséquences de ces processus proposé pour la nucléosynthèse dans les novae et les sursauts X sont discutéesIn this work, we developed a general tool for spectroscopic studies of unbound nuclear states. Within this method, the spectroscopic information is obtained using resonant elastic scattering in inverse kinematics. The method applies to both, thin and thick target measurements. The measurements were performed at 0° with respect to the beam axis. We used a thin target for the 4He(15O,α)15O reaction, and a thick one for 1H(15O,p)15O. The second measurement allowed us to obtain, with high accuracy, the properties (energy, spin, parity and level width) of the first states of the unbound 16F. The extracted spectroscopic information was used to estimate the 15O(p,β+)16O reaction rate. The estimated reaction rate is compared to that of 15O(α,γ)19Ne. For the first time the importance of a low energy tail of resonance in the unbound nucleus was shown. The strong hindrance of the proton decay probability due to the influence of the coulomb barrier should be observed in the tail of resonance. Thus the probability of beta decay of 16F to 16O should be enhanced. Furthermore, we proposed an efficient way to populate the low energy tail of the resonance using a γ transition. In this context, 15O(p,γ)(β+)16O and 15O(p,γ)(p,γ)17Ne reactions were analyzed for the first time and compared to the 15O(α,γ)19Ne reaction rate. Consequences of the above findings on the nucleosynthesis in novae and X-ray bursts are discussed
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Lemasson, Antoine. "Fusion et réactions directes autour de la barrière Coulombienne avec le noyau riche en neutrons 8He." Phd thesis, Université de Caen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00522577.
Анотація:
Les faisceaux d'ions radioactifs comme l'8He ouvrent de nouvelles perspectives pour étudier l'influence de nouveaux aspects structurels sur les mécanismes de réaction. Cette thèse présente les premières investigations sur les réactions induites par le noyau d'8He, faiblement lié et Borroméen, aux énergies autour de la barrière Coulombienne. La faible intensité des faisceaux d'ions radioactifs ( ˜ 105pps ) nécessite le développement de techniques sensibles et sélectives. Une méthode expérimentale a été développée pour mesurer précisément les sections efficaces de fusion. Dans le système 8He+197Au, les fonctions d'excitation de fusion et de transfert de neutron(s) ont été mesurées autour de la barrière. Les sections efficaces différentielles et intégrales pour la diffusion élastique, le transfert de neutron(s) et la fusion ont également été obtenues dans le système 8He+65Cu à partir de mesures inclusives et exclusives des rayons γ caractéristiques, des particules chargées et des neutrons. Ces résultats expérimentaux et les calculs en voies couplées illustrent l'interconnexion des différents processus. Cette étude permet de comprendre l'influence de la structure interne de l'8He sur l'effet tunnel et le transfert de neutron(s) et met en évidence un comportement inattendu au sein de la chaîne isotopique des Héliums. L'étude systématique des fonctions d'excitation de fusion montre que, contrairement aux attentes, l'augmentation de la probabilité de l'effet tunnel sous la barrière Coulombienne associée à la structure interne des noyaux est beaucoup plus importante pour les noyaux "normaux" que pour les noyaux légers "exotiques" faiblement liés.
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Gelin, Marie. "Spectroscopie $\gamma$ des noyaux riches en neutrons autour de N=20." Phd thesis, Université de Caen, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00193046.
Анотація:
Il est maintenant établi qu'il existe un ïlot d'inversion autour du noyau riche en neutrons $^{32}$Mg (12 protons, 20 neutrons) en contradiction avec l'image de la fermeture de couche N=20. Cette inversion implique une coexistence de forme entre les configurations sphériques et déformée. Le travail présent étudie la spectroscopie $\gamma$ des noyaux de cette région grâce à une expérience réalisée au GANIL avec un faisceau secondaire composite produit par fragmentation. L'originalité de cette méthode utilisée réside dans la possibilité d'étudier simultanément plusieurs noyaux, et pour chaque noyau d'explorer plusieurs voies de réaction. Le spectromètre VAMOS a été utilisé pour l'identification des éjectiles. Les rayonnements $\gamma$ étaient détectés par EXOGAM, un ensemble de détecteurs germanium. Les détecteurs utilisés avant et après la cible de C$D_2$permettaient une identification unique des noyaux et une sélection de la voie réaction : diffusion inélastique, réactions de transferts et de fragmentation.Les noyaux suivants ont été étudiés: $^{28}$Ne, $^{30-32}$Mg, $^{31-34}$Al, $^{33-35}$Si, $^{35}$P. De nouvelles transitions ont été observées. Les distributions angulaires de rayonnements $\gamma$ ainsi que les les corrélations angulaires $\gamma$-$\gamma$ ont pu être mesurées pour certaines transitions. Une attribution des spins et parités de certains états a ainsi été proposée. En particulier, l'assignation de l'état $3^-$ dans le $^{34}$Si est confirmée et un candidat est proposé pour le second état $0^+$, correspondant à la configuration déformée. Dans le $^{32}$Mg, l'état à 2.321 MeV, pour lequel des attributions contradictioires existent, est vraisemblablement un $4^+$, et nous proposons un candidat pour un état $6^+$.
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Duval, F. "Etudes et conception d'un refroidisseur radiofréquence à gaz-tampon pour des faisceaux de hautes intensités." Phd thesis, Université de Caen, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00435557.
Анотація:
Le sujet de cette thèse est l'étude et la conception d'un refroidisseur radiofréquence à gaz-tampon pour des faisceaux de haute intensité. Ce projet s'inscrit dans le cadre de la prochaine extension du GANIL, Spiral2 et de la future installation basse-énergie DESIR (« Désintégration, excitation et stockage d'ions radioactifs »). L'objectif est de réduire l'émittance des faisceaux de Spiral2 pour permettre à un séparateur haute-résolution d'en effectuer la purification, idéalement au niveau isobarique. Ce refroidisseur consiste en une structure quadrupolaire linéaire dans laquelle les ions sont confinés par des champs RF en opposition de phase à une énergie d'environ 100 eV. Un gaz léger, généralement de l'hélium, est injecté dans le quadrupole et, à chaque collision, l'ion perdra de l'énergie et sera finalement refroidi. La principale problématique de notre projet est la charge d'espace. En effet, les appareils existants sont capables de refroidir des courants de quelques dizaines de nanoampère quand nous aurons à faire face à des intensités de l'ordre du microampère ce qui accroitra la répulsion coulombienne entre les ions. Cela impose de produire de forts champs de confinement ce qui se traduit par des amplitudes RF élevés (≈ 10 kVpp) et un petit rayon interne (r0 ≈ 3 à 5 mm). Nous avons travaillé sur un premier prototype, SHIRaC-Phase1 (« Spiral2 High Intensity Radiofrequency Cooler »), ayant un rayon de 3mm, construit au CSNSM-Orsay et déplacé au LPC-Caen à la fin de 2007. Le principal effort en termes de R&D a porté sur la partie électronique. Un premier système, basé sur un circuit résonant LC, a été développé permettant de fournir jusqu'à 2500 Vpp entre 4.5 et 6.3 MHz. Dans ces conditions, nous avons vérifié que nous n'avions pas de fortes limitations dues aux décharges électriques entre nos électrodes. Avec ce dispositif, nous avons réduit l'émittance des faisceaux à 2 π.mm.mrad à 60 keV et la dispersion en énergie longitudinale à 146 meV. La transmission maximale en Sodium 23Na+ et en Rubidium 87Rb+ est de 25% avec une source à ionisation de surface dont la qualité du faisceau est meilleure que celle de Spiral2. Cela nous a incités à concevoir un nouveau refroidisseur avec une acceptance de 80 π.mm.mrad à 60 keV. Ce second prototype a un rayon interne plus grand (r0 ≈ 5 mm) et de nouveaux jeux d'électrodes à l'injection et à l'extraction. Les performances du système RF ont été améliorées pour atteindre des amplitudes de 7 kVpp pour des fréquences comprises entre 5.9 MHz et 7.3 MHz. Les exigences en termes de sécurité et de maintenance pour Spiral2 ont également été prise en compte.
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Guillot, Julien. "Développement de faisceaux radioactifs : Influence de la microstructure d’une cible d’UCx sur les propriétés de relâchement des produits de fission." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS199/document.
Анотація:
Cette thèse s’inscrit dans le cadre du programme de recherche et développement en cours auprès de l'installation européenne ALTO (Accélérateur Linéaire et Tandem d'Orsay) à l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay afin de fournir de nouveaux faisceaux de noyaux exotiques riches en neutrons, les plus intenses possibles. La production de tels faisceaux permettra de réaliser des expériences cruciales pour l'avancement de nos connaissances dans le domaine de la physique nucléaire. A ALTO, les noyaux riches en neutrons sont produits par photofission dans des cibles épaisses de carbure d’uranium. Afin d’améliorer les intensités des faisceaux radioactifs, et notamment ceux constitués d'isotopes de vie courte, il est nécessaire de développer des cibles denses et poreuses, deux propriétés a priori antagonistes mais indispensables pour favoriser respectivement la quantité de fragments de fission produits et leur diffusion hors de la cible. Des résultats récents obtenus dans le cadre de projets européens ont démontré la possibilité d'obtenir des faisceaux de noyaux inaccessibles jusqu'à présent, grâce à des cibles réfractaires dotées d'une structure nanométrique. Une étude systématique des paramètres de fabrication (broyage et mélange des poudres précurseurs, pressage, épaisseur, carburation...) a conduit à la mise au point de protocoles de synthèse de cibles nano-structurées. Quatorze types d'échantillons différents ont ainsi été élaborés ; après avoir caractérisé leurs propriétés physico-chimiques, les échantillons ont été irradiés avec un faisceau de deutons délivré par l’accélérateur tandem du laboratoire et les fractions relâchées d'une quinzaine d'éléments ont été mesurées par spectrométrie gamma. L'analyse statistique des résultats, effectuée dans un cadre multidimensionnel, a permis d'établir des corrélations fortes entre les propriétés de relâchement et certaines propriétés structurales, notamment la porosité (quantité et répartition sur des pores de faible dimension), la taille des grains et des agrégatsThis thesis is part of the research and development program performed at the ALTO facility (Accélérateur Linéaire et Tandem d'Orsay) at the Institut de Physique Nucléaire d’Orsay (IPNO) in order to provide new beams of exotic neutron-rich nuclei, as intense as possible. The production of such beams will allow performing crucial experiments for the advancement of knowledge in the field of nuclear physics. At ALTO, the neutron-rich nuclei are produced by photofission in thick uranium carbide targets. To improve the radioactive beam intensities, in particular those formed by short-lived isotopes, it is necessary to develop dense and porous targets, two properties a priori antagonistic but essential to increase respectively the amount of fission fragments produced and their diffusion out of the target. Recent results obtained in the framework of European projects have demonstrated the possibility to obtain beams of nuclei unreachable up to now using refractory targets with a nanoscaled structure. A systematic study of the manufacturing parameters (grinding and mixing of precursor powders, pressing, thickness, carburization...) led us to develop synthesis protocols of nanostructured targets. Fourteen different samples were produced and their physicochemical properties have been characterized. Then the samples were irradiated with the deuteron beam delivered by the tandem accelerator of the laboratory and the released fractions of about fifteen elements were measured by gamma spectrometry. The statistical analysis of the results, carried out using a multivariate approach, allow us to establish strong correlations between the release properties and some structural properties, namely the porosity (quantity and distribution on small pores), the grain and aggregate size
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Tarpanov, Dimitar. "Single-particle and collective excitations in a Skyrme mean field approach." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112208.
Анотація:
Le sujet de la thèse est une description théorique et self-consistante de propriétés de noyaux atomiques instables, ainsi que l’étude de l’influence de la structure en couches sur les états de symétrie mixte (ESM). Le but général est de rendre compte de façon microscopique de la structure et des excitations de noyaux atomiques que l’on peut produire à présent auprès des installations faisceaux radioactifs (GANIL, GSI). L’étude des ESM vise à préciser la relation entre la structure microscopique et la symétrie de F-spin dans les noyaux vibrationnels. La base de notre description est le modèle de Skyrme-Hartree-Fock avec un terme tenseur dans l’interaction. Les calculs sont faits pour les chaînes isotopiques Z=14 et Z=50, et les chaînes isotoniques N=28 et N=82. Nous montrons que la composante tenseur de la force est déterminante pour l’évolution de la fermeture de couche dans la chaîne Z=14, tandis qu’elle ne joue qu’un faible rôle dans la fermeture de couche à travers la chaîne N=28. Nous avons ensuite accompli une étude systématique des excitations dipolaires dites résonances Pygmées dans le cadre du modèle QRPA. Le phénomène de « peau de neutrons » a aussi été étudié dans les noyaux riches en neutrons. Dans la dernière partie de la thèse nous avons étudié pour la première fois les ESM dans les noyaux autour de N=80 en utilisant le modèle QPM. Nous avons réussi à décrire dans ce cadre les résultats expérimentaux récents obtenus sur le spectre à basse énergie du noyau 138CeSubject of the thesis is the theoretical description of effects in neutron rich nuclei, within a self-consistent approach, as well as the investigation of the influence of the shell structure on the Mixed Symmetry States. The scientific goal is, within a microscopic method, to describe the structure and the excitations of atomic nuclei, which are now available at the radioactive ion facilities at GANIL and GSI. The topic of the Mixed Symmetry States investigation is to specify the mechanism by which the microscopic structure influences the F-spin symmetry in vibrational nuclei. In the development of the thesis, a SHF model has been used. An additional tensor term has been explicitly included. Calculations for the isotopic chains Z=14 and Z=50 as well as for the isotonic chains N=28, 82 have been performed. It was shown that the tensor term is indeed crucial for the evolution of the shell gap with the mass number for Z=14. On the other hand, it was proved that the tensor term has no influence on the shell gap for N=28. By the means of QRPA, a systematical study of slightly collective excitations — the so called Pygmy resonance has been done. Theoretically was investigated the appearance of a structure in neutron rich nuclei known as “neutron skin”. In the framework of QPM it was done a complete survey of MSS for nuclei in the N=80 region. For a first time a microscopical description of such structures in this region has been done. In the framework of this model a description of the recent experimental data on low-lying excitations in 138Ce has been done
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Tastet, Benoît. "Structure des noyaux de gallium, de germanium et d'arsenic riches en neutrons autour de N=50 et : développement d'une source d'ionisation laser à ALTO." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600335.
Анотація:
Durant cette thèse, nous avons étudié les décroissances β des noyaux de gallium autour de N=50 et préparé une source d'ionisation laser à ALTO. Le besoin d'accéder à des régions de plus en plus exotiques pour la production de faisceaux radioactifs requiert l'élimination des contaminants polluant le faisceau d'intérêt. Afin de résoudre ce problème, une source d'ionisation laser a été développée à ALTO. Le cuivre a été choisi comme premier élément à ioniser pour ses intérêts physiques et pour comparer le fonctionnement de la source laser avec celles des autres installations de recherche. Des lasers ont été ainsi installés et optimisés pour ioniser sélectivement ce type d'atome produits pour les expériences. Ce montage laser nous a permis de tester l'ionisation du cuivre stable avec succès.L'étude de la région des noyaux riches en neutrons autour de N=50 est encore à approfondir. Les connaissances des noyaux de cette région sont clairsemées ce qui ne permet pas de clore les différents débats dont ils sont le sujet. Nous avons donc étudié les noyaux 79,80,82,83,84,85Ga produits à ALTO. Pour cela, un faisceau d'électrons (50MeV et 10µA) délivré par l'accélérateur linéaire est envoyé sur une cible de carbure d'uranium portée à 2000°C. Les électrons y émettent un rayonnement de freinage qui entraine la fission des noyaux d'uranium. Les produits de fission diffusent jusqu'à une source d'ionisation de surface qui est installée en sortie de cible pour ioniser les atomes de gallium et produire le faisceaux d'ions. Ce système nous permet d'étudier les décroissance β- et β--n des isotopes 79,80,82,83,84,85Ga.L'analyse de cette expérience a produit de nouveaux résultats sur les décroissances de 80Ga, 84Ga et 84Ge. Pour 80Ga, l'étude des données a confirmé l'existence d'un état isomérique et a permis de mesurer les durées de vie de l'état fondamental et de l'isomère. De plus, l'analyse de la décroissance de 84Ge a permis de confirmer deux états et de proposer un troisième pour 84As. Enfin la comparaison des résultats expérimentaux avec des calculs théoriques a confirmé l'assignation de spin-parité des premiers états 2+ et 4+ mais aussi du caractère triaxial de 84Ge proposés antérieurement à cette thèse. Le deuxième état 2+ de cet isotope a aussi été identifié. Pour les états de 84As, l'assignation des spins et des parités de quatre états a été proposée et interprétée en terme de mélange de configurations.
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Cheikh, Mhamed Maher. "Production de noyaux exotiques par photofission : le projet ALTO : premiers résultats." Phd thesis, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137745.
Анотація:
Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet ALTO (Accélérateur Linéaire Auprès du Tandem d'Orsay), projet exploitant la photofission comme mode de production de noyaux riches en neutrons pour la séparation en ligne. Nos travaux portent sur l'étude des modes d'adaptation de l'environnement de production représenté par son ensemble cible-source d'ions.Nous avons mené une étude exhaustive de radioprotection pour dimensionner et définir la nature des blindages nécessaires pour faire face aux flux intenses de photons et de neutrons générés dans la cible de production.
Les simulations Monte Carlo avec le code FLUKA nous ont permis de calculer le transport simultané des photons et des neutrons avec une modélisation intégrale des structures géométriques très complexes. Pour l'ensemble cible-source d'ions et les points critiques de pertes de faisceaux, nous proposons des blindages optimisés basés essentiellement sur la structure segmentée.
Nous avons étudié l'adéquation d'une cible épaisse de carbure d'uranium pour la production de noyaux radioactifs riches en neutrons par photofission. En particulier, nous avons montré la validité du code FLUKA pour la photofission avec un faisceau d'électrons de 50 MeV, en comparant les résultats de calculs aux mesures expérimentales réalisées.
Enfin, nous présentons nos travaux de conception et de développement d'un prototype de source d'ions de type FEBIAD destinée aux installations de seconde génération : la source IRENA. Ces travaux montrent à quel point les considérations de radioprotection sont également impliquées dans le développement de la source.
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Mejai, Najah. "Évolution microstructurale et transition de phase induites par faisceaux d’ions dans des couches minces épitaxiées d’oxydes de terres rares." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS468/document.
Анотація:
Après dopage, les oxydes de terres rares peuvent acquérir des propriétés optiques intéressantes pour les dispositifs d’optoélectronique du futur. Ces matériaux peuvent aussi être utilisés comme absorbant neutronique dans les réacteurs nucléaires. Que ce soit pendant le processus de dopage ou en réacteur, ces oxydes sont soumis à des conditions d’irradiation aux ions intenses. Il est alors important de comprendre leur comportement dans cet environnement extrême. C’est l’objectif de cette thèse durant laquelle a été menée une étude fondamentale de matériaux modèles (couches épitaxiées assimilables à des monocristaux) sous irradiation ionique. Les principaux résultats montrent qu’un changement de phase, de cubique à monoclinique, se produit sous irradiation. Cette transition, qui n’est pas directement pilotée par l’énergie déposée par les ions, a lieu en plusieurs étapes liées à des évolutions microstructurales distinctes. Enfin, la composition joue un rôle sur le changement de structure, l’oxyde de Gadolinium étant plus rapidement transformé que l’oxyde d’ErbiumAfter doping, the rare earth oxides can acquire interesting optical properties for the optoelectronic devices of the future. These materials can also be used as neutron absorbers in nuclear reactors. Whether during the doping process or in the reactor, these oxides are subjected to irradiation conditions with intense ions. It is important to understand their behavior in this extreme environment. This is the objective of this thesis during which a fundamental study of model materials(epitaxial layers assimilable to single crystals)under ionic irradiation was conducted. The main results show that a phase change, from cubic to monoclinic, occurs under irradiation. This transition, which is not directly driven by the energy deposited by the ions, takes place in several stages linked to distinct microstructural evolutions. Finally, the composition plays a role in the change of structure, gadolinium oxide being more rapidly transformed than Erbium oxide
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Annaluru, Arun Tejaswee. "Beam optics transport and fundamental processes involving a charge breeder in the upgraded SPIRAL1 facility." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMC218.
Анотація:
La thèse décrit avec beaucoup de détails les efforts déployés pour comprendre les processus physiques à l’intérieur du Booster de Charge SPIRAL1 (SP1 CB). Cet appareil accepte les faisceaux d’ions mono-chargés de différentes masses et augmente leur charge vers des états plus élevés. Dans le cadre de la mise à niveau de SPIRAL1, la R&D autour de la technique 1+/N+ présente un intérêt primordial pour optimiser les rendements des faisceaux d’ions radioactifs (RIB). Dans ce contexte, la thèse commence par une présentation théorique des ensembles cible-source de l’installations SPIRAL1, de la ligne de transport de faisceaux à basse énergie et des principes de la physique des plasmas pour la production d’ions fortement chargés dans les plasmas de source d’ions RCE (Résonance Cyclotronique Electronique). Ensuite, il y a une description des enjeux technologiques concernant la technique d’augmentation de charge 1+/ N+. Dans le chapitre suivant, les effets du gradient de champ magnétique axial, de la position du tube de décélération et de l’émittance du faisceau1+ ont été étudiés pour comprendre leur influence sur les performances du SP1 CB (efficacité de la transformation). Il a été également déduit des observations que l’efficacité de la transformation s’améliore lorsque l’émittance du faisceau 1+ est faible et que la position du tube de décélération est proche de l’entrée du SP1 CB. En parallèle, les temps de la transformation 1+/N+ pour le potassium (1 +, 2+, 4 + et 9+) ont été mesurés en pulsant le faisceau de K^1+ injecté. Les résultats de cette campagne expérimentale ont permis d’extraire les paramètres de réglage optimaux du SP1 CB qui permettent de minimiser la valeur du temps de la transformation tout en maximisant son efficacité.Afin d’étudier le transport du faisceau d’ions 1+ à travers le SP1 CB et les mécanismes physiques fondamentaux impliqués dans le processus d’augmentation de charges, plusieurs expériences ont été menées dans le cadre de cette thèse : interaction de faisceaux d’ions 1+ de différentes masses (Na^+ et K^+) dans deux plasmas RCE fait d’He et d’O_2. Les données de ces expériences (potentiels, émittance du faisceau 1+, position du tube de décélération, champ magnétique et pressions) ont été collectées et utilisées en tant que données d’entrée dans les outils de simulations numériques suivants :SIMION 3D, TraceWin et MCBC. Les simulations ont été effectuées en trois étapes: i) simulation de la transmission du faisceau 1+ à travers le SP1 CB pour chercher les lieux des pertes des ions, elle a montré un bon accord avec les résultats expérimentaux. ii) simulation de la transmission du faisceau1+ à travers une carte de potentiel reflétant la présence du plasma RCE (sans collisions) ; ça a permis de reproduire les courbes DeltaV pour les états de charge 1+ et 2+. Elle a également révélé le rôle important joué par les collisions coulombiennes dans le processus d’augmentation de charge, concluant à une analyse plus détaillée nécessaire à l’aide d’un code type Monte-Carlo (MCBC). iii) Code MCBC incluant les collisions coulombiennes du faisceau d’ions 1+ injecté dans un plasma RCE et les processus atomiques incluant l’ionisation simple et l’échange de charge. Le modèle peut reproduire les courbes expérimentales impliquant les faibles états de charge (1+ et 2+) en faisant varier chaque paramètre du plasma de manière indépendante. Une nouvelle stratégie de simulation a été développée pour estimer les paramètres du plasma à partir de ce code et des comparaisons avec les mesures expérimentales. Le résultat de ces simulations a démontré que la température des ions, la densité du plasma et la qualité du faisceau d’ions 1+ sont les paramètres critiques influant fortement sur la capture des ions 1+ et ils expliquent les différentes efficacités mesurées de la transformation 1+/N+ des Na^q+ et K^q+ dans le SP1 CBThe thesis describes with a great deal of details the efforts done to understand the physical processes inside the SPIRAL1 ECR charge breeder. This device accepts the mono-charged ion beams of different masses and charge bred them to higher charge states. In the framework of the SPIRAL1 upgrade, the R&D of charge breeding technique is of primary interest for optimizing the yields of radioactive ion beams (RIBs). In this context, the thesis begins with a theoretical discussion dealing with the different Target Ion Sources (TIS) at upgraded SPIRAL1 facility, Low Energy Beam Transport system and fundamentals of plasma physics relevant for the production of highly charged ions in ECR ion source plasmas. This is followed by description of the technological issues affecting the 1+/N+ charge breeding technique. In the final chapter, the effect of axial magnetic field gradient, position of deceleration tube and 1+ beam emittance were studied to understand their influence on the performance of the SP1 CB (charge breeding efficiency). The optimization of axial magnetic field gradient shows that the charge breeding efficiency is strongly influenced by the variation of the two soft iron rings positions around the permanent magnet hexapole. It has been deduced from the observations that the charge breeding efficiency improves when the emittance of 1+ beam is smaller and the position of deceleration tube is close to the entrance of SP1 CB. At the same time, the charge breeding times of K charge states (1+,2+,4+ and 9+) were estimated by pulsing the injected K^1+ beam. The results from these investigations revealed the optimum SP1 CB tuning parameters that can minimize the value of charge breeding time and maximize the charge breeding efficiency of the high charge states of K.In order to investigate the 1+ ion beam transport (shooting through mode) through the SP1 ECR charge breeder and the fundamental physical mechanisms involved in charge breeding process, several experiments were carried out in the framework of this thesis (the interaction of 1+ ion beam of different masses (Na^+ and K^+) in different background plasma species (He and O_2)). The data from these experiments (potentials, emittance of 1+ beam, deceleration tube position, magnetic field and pressures) were collected and given as inputs to the numerical simulation tools (SIMION, TraceWin and MCBC). The simulations were performed in three steps: i) simulation of the 1+ beam transmission through the breeder to verify the ion losses and showed good agreement with the experimental results. ii) simulation of 1+ beam transmission through a potential map that reflects the presence of the ECR plasma (without collisions) and reproduced the DeltaV curves of 1+ and 2+. It also revealed the role of Coulomb collisions in the charge breeding process leading to a necessary detailed analysis using Monte-Carlo Charge Breeding code (MCBC). iii) MCBC models Coulomb collisions of the injected 1+ ion beam in an ECR plasma and atomic processes which includes ionization and charge exchange. The code finally able to reproduce the low charge state (1+ and 2+) experimental trends by varying each plasma parameter (plasma density, ion temperature and electron temperature) independently. A novel simulation strategy has been developed to estimate the plasma parameters from charge breeding simulations. Finally, Simulations demonstrated that the ion temperature, the plasma density and 1+ ion beam quality as critical parameters influencing the 1+ ion capture and the reasons for the difference in charge breeding efficiencies between Na (in Helium plasma) and K (in Helium and Oxygen plasma) species were discussed
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Tastet, Benoît. "Structure des noyaux de gallium, de germanium et d’arsenic riches en neutrons autour de N=50 et : développement d’une source d’ionisation laser à ALTO." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112053/document.
Анотація:
Durant cette thèse, nous avons étudié les décroissances β des noyaux de gallium autour de N=50 et préparé une source d'ionisation laser à ALTO. Le besoin d’accéder à des régions de plus en plus exotiques pour la production de faisceaux radioactifs requiert l’élimination des contaminants polluant le faisceau d’intérêt. Afin de résoudre ce problème, une source d’ionisation laser a été développée à ALTO. Le cuivre a été choisi comme premier élément à ioniser pour ses intérêts physiques et pour comparer le fonctionnement de la source laser avec celles des autres installations de recherche. Des lasers ont été ainsi installés et optimisés pour ioniser sélectivement ce type d’atome produits pour les expériences. Ce montage laser nous a permis de tester l’ionisation du cuivre stable avec succès.L'étude de la région des noyaux riches en neutrons autour de N=50 est encore à approfondir. Les connaissances des noyaux de cette région sont clairsemées ce qui ne permet pas de clore les différents débats dont ils sont le sujet. Nous avons donc étudié les noyaux 79,80,82,83,84,85Ga produits à ALTO. Pour cela, un faisceau d’électrons (50MeV et 10µA) délivré par l’accélérateur linéaire est envoyé sur une cible de carbure d’uranium portée à 2000°C. Les électrons y émettent un rayonnement de freinage qui entraine la fission des noyaux d’uranium. Les produits de fission diffusent jusqu’à une source d'ionisation de surface qui est installée en sortie de cible pour ioniser les atomes de gallium et produire le faisceaux d’ions. Ce système nous permet d'étudier les décroissance β- et β--n des isotopes 79,80,82,83,84,85Ga.L’analyse de cette expérience a produit de nouveaux résultats sur les décroissances de 80Ga, 84Ga et 84Ge. Pour 80Ga, l’étude des données a confirmé l’existence d’un état isomérique et a permis de mesurer les durées de vie de l’état fondamental et de l’isomère. De plus, l’analyse de la décroissance de 84Ge a permis de confirmer deux états et de proposer un troisième pour 84As. Enfin la comparaison des résultats expérimentaux avec des calculs théoriques a confirmé l’assignation de spin-parité des premiers états 2+ et 4+ mais aussi du caractère triaxial de 84Ge proposés antérieurement à cette thèse. Le deuxième état 2+ de cet isotope a aussi été identifié. Pour les états de 84As, l’assignation des spins et des parités de quatre états a été proposée et interprétée en terme de mélange de configurationsDuring this thesis, we have studied β decays of gallium’s nuclei around N=50 and prepared a laser ionization source at ALTO.The production of exotic isotopes has brought new beam production challenges. The one addressed here relates to the elimination of isobar contaminants that create background for experiments. To address this issue a laser ionization source has been developed at ALTO. Copper has been chosen to be the first element to be ionized for physical interests and to compare the results of the laser ionization source with the ones at others facilities. A laser setup has been installed and optimized in order to ionize selectively the atoms of copper produced for experiments. After the optimization, a test of ionization of stable-copper was performed. This test has shown us that the laser system is able to successfully ionize atoms of copper.The studies of the region of the neutron-rich nuclei around N=50 are still to complete. The knowledge of this region is low what does not allow to close off the debates which they are the subject. 79,80,82,83,84,85Ga has been produced using photo-nuclear reactions at the experimental area of the on-line PARRNe mass-separator operating with the ALTO facility. The fission fragments are produced at the interaction of the 50 MeV electron beam delivered by the ALTO linear accelerator with a thick target of uranium in a standard UCx form. The oven is connected to a W ionizer heated up to 2000°C that selectively ionizes alkalies but also elements with low ionization potentials such as Ga. The ions are accelerated through 30 kV and magnetically mass-separated before being implanted on a mylar tape close to the detection setup, so that this system allows us to study β- and β- -n decays of 79,80,82,83,84,85Ga.The data analysis have produced new results concerning the decays of 80Ga, 84Ga and 84Ge. For 80Ga, the existence of an isomeric state has been confirmed and two different half-lives were measured for the ground state and the isomer. Furthermore, the analysis of 84Ga decay confirmed two states and allowed us to propose an other state in the decay of 84Ge. Finally, the comparison between experimental results and theoretical calculations has confirmed the assignment of spin-parity of the first states 2+ and 4+ but also the triaxial property of 84Ge that has been proposed previously. The second state 2+ of this isotope has also been identified. For the states of 84As, the assignment of spins and parities of four states have been proposed and interpreted in terms of configuration mixing
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De, roubin Antoine. "Mass measurements of neutron-rich strontium and rubidium isotopes in the A ≈ 100 and development of an electrospray ionization ion source." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0426/document.
Анотація:
Une extension de la surface de masses atomiques dans la région A ≈ 100 est présentée par l’intermédiaire des mesures de masse des isotopes 100-102Sr et 100-102Rb. Les mesures ont été effectuées avec le spectromètre de masse ISOLTRAP constitué de différents pièges à ions. Les premières mesures directes des masses des 100-102Sr et du 100-102Rb sont rapportées ici. Ces mesures confirment la continuité de la région de déformation nucléaire avec l’augmentation du nombre de neutrons jusqu’à N = 65.De sorte à interpréter la déformation dans la chaine isotopique du strontium et à déterminer si une déformation peut apparaitre pour des isotopes de krypton plus lourds, une comparaison est faite entre les données expérimentales et des résultats de calculs théoriques disponibles dans la littérature. Pour compléter ces comparaisons, des calculs Hartree-Fock-Bogoliubov pour des isotopes pairs et impairs sont aussi présentés, illustrant la compétition entre formes nucléaires dans la région.Le développement d’une source d’ions à ionisation par électro nébuliseur est présenté. Cette source peut produire un large panel de masses isobariques destinées à la calibration. La première mise en service de la source est présentée, incluant les résultats des premiers balayages en masse détectés derrière le spectromètre de masse quadripolaire. Une résolution de quelques unités de masses atomiques a été atteinteAn extension of the atomic mass surface in the region A ≈ 100 is performed via massmeasurements of the 100-102Sr and 100-102Rb isotopes with the ion-trap mass spectrometer ISOLTRAPat CERN-ISOLDE. The first direct mass measurements of 102Sr and 101;102Rb are reported here. Thesemeasurements confirm the continuation of the region of nuclear deformation with the increase of neutronnumber, at least as far as N = 65.In order to interpret the deformation in the strontium isotopic chain and to determine whether an onsetof deformation is present in heavier krypton isotopes, a comparison is made between experimentalvalues and theoretical calculations available in the literature. To complete this comparison, Hartree-Fock-Bogoliubov calculations for even and odd isotopes are also presented, illustrating the competitionof nuclear shapes in the region.The development of an electrospray ionization ion source is presented. This source can delivera large range of isobaric masses for calibration purposes. The early commissioning of the sourceis discussed, including the results from the first mass scans detected behind the quadrupole massspectrometer. A resolution of a few atomic mass units is reached
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Tastet, Benoit. "Structure des noyaux de gallium, de germanium et d'arsenic riches en neutrons autour de N=50 et Développement d'une source d'ionisation laser à ALTO." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621073.
Анотація:
Dans ce travail de thèse, nous étudié les décroissances β des noyaux de gallium autour de N=50 et préparé une source d'ionisation laser à ALTO. L'étude de la région des noyaux riches en neutrons autour de N=50 est encore à approfondir. Les connaissances des noyaux de cette région sont clairsemées ce qui ne permet pas de clore les différents débats dont ils sont sujets. Nous avons donc produit 79,80,82,83,84,85Ga à ALTO. Pour cela, un faisceau d'électrons (50MeV et 10µA) de l'accélérateur linéaire a été envoyé sur une cible de carbure d'uranium portée à 2000°C. Les électrons y émettent un rayonnement de freinage qui entraine la fission des noyaux d'uranium. Les produits de fission diffusent jusqu'à une source d'ionisation de surface qui a été installé en sortie de cible pour ioniser les atomes de gallium et produire des faisceaux purs de gallium. Ce système a permis d'étudier les décroissance β- et β--n des isotopes 79,80,82,83,84,85Ga. Au cours de ces années de thèse, des lasers ont été installés et optimisés pour ioniser sélectivement les atomes de cuivre produits à ALTO. Cette préparation a permis de tester l'ionisation du cuivre stable. Ce test a montré que le système permettait l'ionisation du cuivre mais que dans sa configuration de test l'efficacité de cette source d'ionisation n'a pas pu être mesuré : les faisceaux lasers ne sont pas assez stable en position. L'analyse des données de l'expérience de décroissance β de 79,80,82,83,84,85Ga a produit de nouveaux résultats sur les décroissances de 80Ga, 84Ga et 84Ge. L'étude des données a confirmé l'existence d'un état isomèrique de 80Ga et a permis de mesurer deux durées de vie différentes pour 80Ga. De plus, l'analyse a apporté de nouvelles indications sur les états de 84As. Enfin la comparaison des résultats expérimentaux avec des calculs théoriques, a confirmé l'assignation de spin-parité des premiers états 2+ et 4+ mais aussi du caractère triaxial de 84Ge proposés par Lebois et al. Le deuxième état 2+ de cet isotope a aussi été identifié. Pour les états de 84As, l'assignation des spins et des parités de quatre états a été proposée.
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Channagiri, Jayanth. "Strain and defects in irradiated materials : a study using X-ray diffraction and diffuse scattering." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0093/document.
Анотація:
Les faisceaux d'ions, sont communément utilisés dans le cadre de l'étude des matériaux du nucléaire dans le but de reproduire, dans une certaine mesure, les différentes sources d'irradiations auxquelles sont soumis ces matériaux. L’interaction des ions avec la matière induit la formation de défauts cristallins le long du trajet de ces ions, associée à d'importantes déformations au sein de la zone irradiée. L'un des principaux enjeux de l'industrie électro-nucléaire consiste en l'encapsulation, à long terme, des déchets nucléaires. La zircone yttriée (YSZ) est un des matériaux qui pourrait être utilisé comme matrice inerte pour la transmutation des actinides. Par conséquent, la compréhension du comportement d’YSZ sous différentes conditions d'irradiations est d'une importance capitale.Cette thèse est décomposée en deux parties distinctes. Dans la première partie de ce travail, nous avons utilisé plusieurs techniques avancées de diffraction des rayons X (DRX) dans le but de caractériser les défauts et déformations au sein de la zone irradiée des cristaux étudiés. Les profils de déformations et de défauts ont été modélisés par des fonctions B-splines cubiques et les données DRX ont été simulées en utilisant la théorie dynamique de la diffraction couplée à un algorithme de recuit simulé généralisé. Cette démarche a été appliquée au cas des monocristaux d'YSZ irradiés par des ions Au 2+ dans une large gamme de températures et de fluences. Les résultats ont été comparés avec ceux de la spectroscopie de rétrodiffusion de Rutherford en mode canalisé (RBS/C) obtenus pour les mêmes échantillons.La deuxième partie est consacrée au développement d'un modèle spécifique pour calculer la distribution bidimensionnelle d'intensité diffractée par des monocristaux irradiés de grandes dimensions et présentant des distributions de défauts réalistes. Pour atteindre cet objectif, nous avons mis en œuvre une approche de calcul parallèle haute performance (basée à la fois sur l'utilisation de processeurs multi-cœurs et de processeurs graphiques) afin de réduire les durées de calcul. Cette approche a été utilisée pour modéliser les cartographies X de l'espace réciproque de monocristaux d’YSZ présentant des défauts de structure complexeIon beams are commonly used in the framework of nuclear materials in order to reproduce, in a controlled way, the different sources of irradiation that these materials are submitted to. The interaction of ions with the material induces the formation of crystalline defects along the path of these ions,associated with high strains in the irradiated region. One of the main issues of the electro-nuclearindustry is the encapsulation of the long-term nuclear waste. Yttria stabilized zirconia (YSZ) is one of the materials that can be used as an inert matrix for the transmutation of actinides and therefore,understanding its behaviour under different conditions of irradiation is of utmost importance.This thesis is divided into two distinct parts. In the first part of this work, we have used advanced X-raydiffraction (XRD) techniques in order to characterize the strain and the damage levels within the irradiated region of the crystals. The strain and the damage profiles were modelled using B-splines functions and the XRD data were simulated using the dynamical theory of diffraction combined with a generalized simulated annealing algorithm. This approach was used to study YSZ single crystals irradiated with Au 2+ ions in a wide range of temperatures and fluences. The results were compared with the RBS/C results obtained for same samples.The second part of the thesis is devoted to the development of a specific model for calculating the two-dimensional XRD intensity from irradiated single crystals with realistic dimensions and defectdistributions. In order to achieve this goal, we have implemented high-performance parallel computing (both multi-processing and GPU-based) to accelerate the calculations. The approach was used to successfully model the reciprocal space maps of the YSZ single crystals which exhibit a complex defect structure
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Boukhari, Amar. "Study of the nuclear spin-orientation in incomplete fusion reactions. Measurement of the magnetic moment of the 2⁺ states in ²²Ne and ²⁸Mg." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS596/document.
Анотація:
La mesure des moments magnétiques nucléaires est d'une grande importance pour bien comprendre la structure nucléaire. Le moment magnétique est sensible à la nature de la particule indépendante. Le développement des faisceaux radioactifs permet aujourd'hui d'étudier les spins nucléaires et les moments de noyaux exotiques éloignés de la ligne de stabilité. Cependant, la mesure des moments magnétiques des noyaux radioactifs nécessite le développement des nouvelles méthodes fiables. Le développement réussi de telles méthodes ouvrirait la possibilité de découvrir de nouveaux phénomènes de structure nucléaire. L'étude présentée dans cette thèse est formée de deux expériences. La première expérience a été réalisée à ALTO à Orsay, en France. L'une des principales exigences pour mesurer un moment magnétique nucléaire est de produire un ensemble avec des spins orientés. Ce dernier peut être produit par un mécanisme de réaction approprié et une interaction de spin nucléaire avec le milieu environnant. Le degré d'orientation dépend du processus de formation et du mécanisme de réaction. Le but de cette première expérience était d’étudier le niveau d’orientation du spin nucléaire dans un mécanisme de réaction de fusion incomplète. Le résultat de l'expérience démontre la possibilité d'obtenir un alignement du spin dans une réaction de fusion incomplète d'un ordre de 20%. Ce mécanisme de réaction, avec une telle quantité d’alignement de spin, a le potentiel d’étudier la région riche en neutrons avec des faisceaux radioactifs. La deuxième expérience, et l'essentiel de la thèse, a été réalisée à HIE-ISOLDE au CERN. Cette expérience visait à obtenir des informations de haute précision sur le facteur g d’un état de courte durée. Une nouvelle méthode TDRIV (Time-Differential Recoil In Vacuum) a été appliquée pour la première fois avec des faisceaux radioactifs post-accélérés. La mesure du facteur g était réalisée pour le premier état excité dans un noyau de ²⁸Mg (Eₓ = 1474 (1) keV, T₁/₂ = 1,2 (1) ps)Knowledge of the nuclear magnetic moments is of great importance to get a clear understanding of nuclear structure. The magnetic moment is sensitive to the single-particle nature of the valence nucleons. The development of radioactive beam facilities allows nowadays studying nuclear spins and moments of exotic nuclei which are far from the stability line. However, the measurement of magnetic moments of exotic nuclei produced as radioactive beams requires the development of reliable methods. Successful development of such methods would open up the possibility to discover new nuclear structure phenomena. The study outlined in this thesis is formed by two experiments. The first experiment was performed at ALTO facility in Orsay, France. One of the main requirements in order to measure a nuclear magnetic moment is to produce a spin-oriented ensemble. The latter can be produced by suitable reaction mechanism and nuclear spin interaction with the surrounding environment. The degree of the orientation depends on the formation process and reaction mechanism. The aim of this first experiment was investigating the level of nuclear spin orientation in incomplete fusion reaction mechanism. Two reaction channels were studied, the isomeric states in ⁶⁵mNi (I = 9/2⁺, Eₓ = 1017 keV, T₁/₂ = 26 ns), and ⁶⁶mCu (I = 6⁻, Eₓ = 563 keV, T₁/₂= 600 ns) with Time-Dependent Perturbed Angular Distribution (TDPAD) method. The result of the experiment demonstrates the possibility of obtaining spin alignment in incomplete fusion reaction of an order of 20%. This reaction mechanism, with such an important amount of spin alignment has potential near radioactive beam facilities to study the neutron-rich region with inverse kinematics reactions. The second experiment, and the main part of the thesis was performed at HIE-ISOLDE at CERN. This experiment aimed to obtain high precision g-factor information on a short-lived picosecond state. A new Time Differential Recoil-In-Vacuum (TDRIV) method was applied for the first time using post-accelerated radioactive beams. The g-factor measurement was performed for the first-excited state in ²⁸Mg nucleus (Eₓ = 1474(1) keV, T₁/₂ = 1.2(1) ps). Since the lifetime of the state is of the order of picoseconds, its g-factor can be measured only via the spin precession of the nucleus in an extremely strong magnetic field (kT). Such fields can only be produced at the nucleus by hyperfine interactions. In order to obtain a high precision on a g-factor measurement, a TDRIV calibration experiment was performed with a stable ²²Ne beam. This run allowed testing the system under the same conditions as with radioactive²⁸Mg beam. In addition, using the known g-factor of the first-excited state in ²²Ne allows to determine the absolute target-to-degrader distance so that to decrease the uncertainty and obtain a high precision g-factor measurement. The obtained calibration parameters from the ²²Ne data will be used in the determination of g-factor of ²⁸Mg
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Matta, Adrien. "Etude du noyau très riche en neutrons 10He par réaction de transfert d'un proton 11Li(d,3He)." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00684544.
Анотація:
La physique à la drip-line offre l'opportunité d'étudier les noyaux à la limite du paysage couvert par la physique nucléaire, où l'addition de nouveaux protons et neutrons ne peut plus être supportée. A l'approche de la drip-line, la structure même des noyaux se trouve modifiée par rapport aux plus stables. Les fermetures de couches classiques disparaissent et de nouveaux phénomènes surgissent, tels que la clusterisation et les halos. Dans ce travail, nous avons revisité la spectroscopie du noyau non-lié 10He par l'intermédiaire d'une réaction de transfert d'un proton 11Li(d,3He) à 50 AMeV étudiée par la méthode de masse manquante. Pour ce faire, nous avons utilisé le détecteur MUST2 sur la ligne RIPS du RIKEN Nishina center. La partie expérimentale de ce travail repose sur un dispositif novateur utilisant des détecteurs de silicium très fins. Pour la première fois, la mise en oeuvre de ces derniers en conjonction avec des détecteurs sensibles en position de haute granularité a été démontrée. L'approche par réaction de transfert conduit à des résultats très clairs sur la position du premier état résonant du 10He, trouvé dans ce travail à 1.4(3) MeV, en accord avec la plupart des précédents travaux expérimentaux. L'obtention pour la première fois d'un facteur spectroscopique permet de nous renseigner sur la nature du recouvrement <10He|11Li>, trouvé égale à 0.13(6).
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Boissinot, Simon. "Structure et spectroscopie du noyau exotique d'oxygène 24 par diffusions élastique et inélastiques de proton avec les détecteurs MUST2 à RIKEN." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00958441.
Анотація:
Les études de structure et de spectroscopie réalisées sur les noyaux radioactifs durant les trois dernières décennies ont montré que la structure en couches des noyaux évolue vers la drip-line et que de nouveaux nombres magiques peuvent apparaître. Les noyaux doublement magiques sont très rares mais ils représentent des tests très contraignants pour les théories et leur modélisation de l'interaction nucléaire.Dans ce contexte, nous avons étudié la structure et la spectroscopie du noyau doublement magique d'oxygène 24, situé à la drip-line neutron, via la diffusion élastique et inélastiques de protons (p,p'). L'expérience a été effectuée à RIKEN sur la ligne BigRIPS, avec le faisceau de noyaux d'oxygène 24 produit à 263 MeV/n par RIBF à une intensité inégalée (1780/s), et le détecteur de particules chargées de dernière génération MUST2. L'analyse des données de cette thèse a permis de reconstruire : le spectre en énergie d'excitation du noyau d'oxygène 24 jusqu'à 35 MeV à partir de la cinématique des protons diffusés en utilisant la méthode de la masse manquante, et la distribution angulaire entre 4 et 30 degrés c.m. de la section efficace élastique exclusive (p,p) via une triple coïncidence noyau-proton-noyau. Sous le seuil de séparation de deux neutrons (S2n) la statistique est trop faible pour obtenir les deux états excités mesurés par deux expériences menées à plus basse énergie incidente. Au dessus du S2n des structures sont observées pour la première fois grâce à la gamme étendue accessible en énergie d'excitation. La mesure des états excités situés à ces énergies permettrait de tester les études théoriques menées sur les excitations dipolaires de basse énergie des noyaux légers riches en neutrons. La statistique obtenue pour la diffusion élastique de protons est suffisante pour extraire la distribution angulaire exclusive (p,p) des isotopes d'oxygène 24,23,22,21. Ces résultats constituent une référence inédite pour étudier le potentiel d'interaction proton-noyau autour de 260 MeV/n. La comparaison entre les données élastiques et les calculs de réaction réalisés à partir d'un potentiel microscopique, dépendant de la densité du noyau et construit avec la matrice G, nous indique que ce potentiel est satisfaisant; mais que l'inclusion, dans un futur modèle en voies couplées à haute énergie, de l'élastique et du knockout de quelques neutrons apparaît nécessaire. Les rayons quadratiques moyens des derniers isotopes pair-pair liés d'oxygène ont pu être estimés : rm(22O)=3+-0.1 fm et rm(24O)=3.25+-0.2 fm.
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Guerin, Hugo. "Développement d'un refroidisseur-regroupeur quadripolaire radiofréquence pour PIPERADE et mesure de la demi-vie de 17F." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0306/document.
Анотація:
La future installation SPIRAL2 du GANIL, à Caen, permettra de produire une gamme étendue de noyaux exotiques avec des intensités très importantes. Cependant, ces faisceaux ne pourront pas être directement utilisés pour réaliser certaines études de haute précision et devront d'abord être purifiés. C'est pour réaliser ce travail que des équipes du CENBG, du MPIK (Heidelberg), du CSNSM, du LPC Caen, du GANIL et de l'IPNO développent un double-piège de Penning dans le cadre du projet PIPERADE. Ce double-piège nécessitant un travail de mise en forme préalable du faisceau (diminution de l'émittance transverse et mise en paquet), le CENBG est en charge de la réalisation d'un refroidisseur-regroupeur quadripolaire radiofréquence : le GPIB. C'est ce développement qui a constitué la majeure partie de mon travail de thèse, notamment en ce qui concerne les simulations de ce refroidisseur-regroupeur dont les résultats ont permis de trouver une méthode innovante pour la mise en paquet et de valider sa conception mécanique. Nous disposons également d'une source d'ions afin de pouvoir tester le GPIB et le double-piège et il m'a fallu la remonter, la comprendre et la caractériser pour que ces tests soient ensuite possibles. Dans un second temps j'ai aussi participer à l'analyse de l'expérience E622S menée au GANIL et qui avait pour but de déterminer précisément la demi-vie de 17F. Ce travail n'a pas permis d'améliorer la précision sur la demi-vie de 17F mais nous avons cependant quelques doutes sur les 2 précédentes mesures et sur leur détermination du taux de contamination de leurs échantillonsThe future SPIRAL2 installation of GANIL, at Caen, will produce large range of exotic nuclei with very high intensities. Nevertheless, these beams could not be used directly for some high precision studies and will have to be purified first. To achieve this work, teams of CENBG, MPIK (Heidelberg), CSNSM, LPC Caen, GANIL and IPNO develop a double Penning trap in the framework of the PIPERADE project. Because this double Penning-trap needs some shaping work (reduction of transverse emittance and bunching), the CENBG team is in charge of the realisation of a radio-frequency quadrupole cooler and buncher : the GPIB. This developpement work was the main part of my PhD work, especially for the simulations of this cooler buncher whose results lead us to find a new bunching method and allowed us to approve its mechanical design. We also have an ion source to be able to test both GPIB and Penning trap and I had to reassemble it, to understand it and to characterise it before these tests could be achieved. In a second time I also took part to the analysis of the E622S experiment which aimed to determined precisely the 17F half-life. This work did not lead to a more precise determination of this half-life but we now have some doubts concerning the 2 last measurements and their way to determine the contamination rate of their radioactive samples
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Marie-Jeanne, Mélanie. "Investigation des performances d'un élévateur de l'état de charge par ECR à ISOLDE: une étude du scénario 1+ n+ pour les installations ISOL de laprochaine génération." Phd thesis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363928.
Анотація:
Le travail que je décris ici fut effectué à ISOLDE, au CERN. Il vise à établir un rapport objectif des performances actuelles des sources d'ions à Résonance Electronique Cyclotronique (ECR) utilisées en tant qu'élévateurs d'état de charge, à la fois avec des faisceaux d'ions stables et radioactifs. Au préalable, j'ai entrepris quelques développements techniques pour améliorer le dispositif et conduire les tests dans des conditions optimales. Ce rapport détaille la majeure partie de ces développements qui concerne la pureté du faisceau. Puis, j'ai achevé le programme de mesure des efficacités d'élévation d'état de charge pour divers isotopes avec des modes de fonctionnement différents. J'ai analysé les résultats de ces expériences et les ai comparés aux performances actuelles des autres méthodes d'élévation d'état de charge. Finalement, je présente les conclusions que l'on peut tirer de cette étude concernant les choix à effectuer pour les futurs post-accélérateurs dans les installations de type ISOL. La discussion s'étend aux applications immédiates, pour les expériences de physique, des faisceaux radioactifs d'ions épluchés par ECR.
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Chauvin, Nicolas. "LA TRANSFORMATION D'ÉTAT DE CHARGE 1+/n+ POUR L'ACCELERATION DES IONS RADIOACTIFS." Phd thesis, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001315.
Анотація:
La production de noyaux radioactifs est réalisée par bombardement d'une cible par un faisceau primaire de proton, de neutrons ou d'ions stables. Afin d'obtenir des faisceaux d'ions radioactifs de plusieurs MeV par nucléons, il convient tout d'abord de les multi-ioniser. Le principe de la méthode 1+/n+ consiste à séparer la production des éléments radioactifs de leur multi-ionisation. Une cible de production d'éléments radioactifs est associée à une source d'ions monochargés (ensemble cible-source). Le faisceau d'ions radioactifs 1+ ainsi produit est injecté à basse énergie (quelques dizaines de keV) dans une source d'ions multichargés à Résonance Electronique Cyclotronique (ECR). Les ions monochargés sont ralentis électrostatiquement dans la source n+ et sont capturés par le plasma ECR. Ils sont alors sont multi-ionisés pas à pas vers des états de charge élevés, extraits et accélérés. Les expériences décrites dans cette thèse ont été réalisées avec des éléments stables. La méthode 1+/n+ peut fonctionner en mode continu : le faisceau d'ions monochargés est injecté en continu dans la source n+ et le faisceau d'ions multichargés est produit en continu. Les rendements de transformation 1+/n+ obtenus sont d'une dizaine de pour cent pour les gaz rares et de plusieurs pour cent pour les éléments condensables. La durée de la transformation 1+/n+ est de l'ordre de la centaine de millisecondes ce qui est suffisamment rapide pour la majorité des éléments radioactifs à multi-ioniser. Ces résultats permettent de considérer que la méthode 1+/n+ et aujourd'hui opérationnelle pour un système de production d'ions radioactifs accélérés. La méthode 1+/n+ peut également fonctionner en mode pulsé : le faisceau d'ions monochargés est injecté en continu dans la source n+ et le faisceau d'ions multichargés est extrait par " pulses " de quelques millisecondes. Les rendements obtenus sont de l'ordre du pour cent pour le rubidium et le plomb. Il est nécessaire de réaliser des études complémentaires sur ce mode de fonctionnement afin d'améliorer les résultats déjà obtenus.