Production de faisceaux d'ions radioactifs multicharges pour spiral : etudes et realisation du premier ensemble cible-source

par LAURENT MAUNOURY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Antonio Carlos C. Villari.

Soutenue en 1998

à Caen .

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  • Résumé

    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.

  • Titre traduit

    Production of multicharged radioactive ion beams for spiral : studies and realization of the first target-ion source system


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Informations

  • Détails : 222 P.
  • Annexes : 209 REF.

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