Alto: des faisceaux plus intenses avec trois fois moins d'uranium
Publié par Adrien le 29/11/2019 à 08:00
Source: CNRS IN2P3
En perfectionnant le dispositif de production d'ions radioactifs à partir d'une cible d'uranium, les équipes d'Alto ont réussi le petit exploit de diviser par trois la quantité d'uranium nécessaire tout en récupérant au final plus d'ions à analyser. Une prouesse qui repose sur un concept simple: réduire au maximum le trajet des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement...) entre leur sortie de cible et leur ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des charges n'est plus neutre électriquement. Il...).

Le développement de faisceaux radioactifs riches en neutrons pour l'étude de la structure des noyaux exotiques est au coeur du programme de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) de l'installation Alta. Dans cette optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) des ions sont produits à partir de cibles d'uranium (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un élément naturel assez fréquent : plus abondant que l'argent, autant que le...) et séparés par la technique Isol (séparation isotopique en ligne). Depuis de nombreuses années, les différentes installations utilisant cette technique se sont attachées à développer des faisceaux primaires les plus intenses possibles en augmentant le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de noyaux présents dans les cibles. Cette approche génère de lourdes contraintes sur les ensembles cible-source comme l'augmentation de la taille de la cible ou la dissipation de la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) du faisceau primaire déposée dans la cible etc...


Production de césium obtenue avec une cible courte durant la campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou...) d'ions radioactifs menée à Alto en juin 2019 ; comparaison avec les résultats antérieurs.

Une approche alternative est l'optimisation des paramètres existants et notamment l'optimisation du rapport du nombre de noyaux d'uranium utilisés sur le nombre de fissions produites. C'est le choix que nous avons fait sur l'installation Alto.

Pour cela nous avons divisé par trois la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) d'uranium utilisée dans nos cibles afin de concevoir des cibles dites "courtes" et confinées sous la source. Ceci permet aux produits de fissions à temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de vie (La vie est le nom donné :) court d'avoir un trajet réduit jusqu'à la source d'ionisation et de gagner jusqu'à un facteur 8 dans l'intensité des faisceaux exotiques.

Lors de la dernière campagne d'ions radioactifs à Alto nous avons effectué des mesures de production sur les noyaux de césium de masses 139 à 148 obtenus avec une cible "courte". Cette approche nous a permis de gagner un facteur compris entre 5 et 8 pour les noyaux de période inférieure à 1 seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de...) par rapport aux résultats obtenus avec une cible "longue".

L'autre avantage de cette approche est de diminuer drastiquement la quantité de déchets radioactifs générés durant les expériences en ligne. Nous avons ainsi économisé 70% de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) par rapport aux cibles longues.
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