New findings on the onset of thermal disassembly in spallation reactions

par Paolo Napolitani

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Laurent Tassan-Got et de Karl-Heinz Schmidt.

Soutenue en 2004

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    La 'multifragmentation thermique' est le processus de cassure multiple d'un noyau chaud quand l'excitation est quasiment purement thermique. C'est a dire que les effets dynamiques comme la compression (caractéristiques des collisions d'ions lourds à l'énergie de Fermi) sont négligeables. Les réactions particulièrement adaptées sont les collisions induites par des protons. Pour les quatre systèmes mesurés au FRS (GSI, Darmstadt), 56Fe+p, 56Fe+Ti, 136Xe+p, 136Xe+Ti à 1 A GeV, la cinématique inverse nous a permis d'observer toutes les particules sans aucun seuil en énergie. La forme complexe du spectre en vitesse permet d'identifier des différents canaux de désexcitation et il manifeste clairement la transition d'un processus en prévalence chaotique (nuage Gaussien dans l'espace des vitesses) vers un processus domine directement par la répulsion Coulombienne, ou éventuellement par l'expansion (couche sphérique dans l'espace des vitesses). En nous concentrant sur les systèmes 56Fe+p, et 136Xe+p, différentes descriptions possibles du processus de réaction sont discutées, basées soit sur la fission asymétrique ou sur la multifragmentation, caractérisée par des break-up rapides très asymétrique. La discussion sera étendu a des autres aspects, comme le re-établissement des caractéristiques de la structure nucléaire dans la production isotopique et la dépendance en température de la composition isotopique des résidus.

  • Titre traduit

    Nouvelles approches pour l'étude de la multifragmentation thermique


  • Résumé

    Thermal multifragmentation' is the process of multibody disassembly of a hot nucleus when the excitation is almost purely thermal. I. E. Dynamical effects like compression (characteristic of ion-ion collisions at Fermi energy) are negligeable. Suited reactions are proton induced collision or ion-ion abrasion at relativistic incident energy. Thus we measured four systems at FRS in inverse kinematics: 56Fe+p, 56Fe+Ti, 136Xe+p, 136Xe+Ti à 1 A GeV. The inverse kinematics allows to observe all particles without any threshold in energy. This is a great advantage compared to experiments in direct kinematics, because only in inverse kinematics it is possible to obtain complete velocity spectra (without a hole for low velocities) for fully identified isotopes. The complex shape of the velocity spectra allows to identify the different deexcitation channels and it clearly shows the transition from a chaotic-dominated process (Gaussian cloud in velocity space) to a direct Coulomb- (or eventually expansion-) dominated process (shell of a sphere in velocity space). Different possible descriptions of the reaction process are discussed, based either on asymmetric fission or multifragmentation. The resulting physical picture is expecially interesting for the 56Fe+p, and 136Xe+p systems: proton induced collisions could result in the split of the system in two or more fragments due to a fast reak-up process. In this case, the configuration of the break-up partition is very asymmetric. The discussion will be extended to other characteristics, like the restoring of nuclear structure features in the isotopic production and the temperature dependence of the isotopic composition of the residues.

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Informations

  • Détails : 148 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.125-138

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Centrale de Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004/NAP
  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)171
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