[News] Alto: des faisceaux plus intenses avec trois fois moins d’uranium

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[News] Alto: des faisceaux plus intenses avec trois fois moins d’uranium

Message par Adrien » 29/11/2019 - 8:00:05

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 entre leur sortie de cible et leur ionisation.

Le développement de faisceaux radioactifs riches en neutrons pour l’étude de la structure des noyaux exotiques est au coeur du programme de recherche de l’installation Alta. Dans cette optique des ions sont produits à partir de cibles d'uranium 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 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 du faisceau primaire déposée dans la cible etc...

Image
Production de césium obtenue avec une cible courte durant la campagne 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 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 de vie 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 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 par rapport aux cibles longues.

Source: CNRS IN2P3

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