Etude de la structure nucléaire de noyaux exotiques à ALTO : développements et résultats de deux nouvelles installations

by Asénath Étilé (Étilé)

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Georges Audi.

  • Alternative Title

    Study of the nuclear structure of exotic nuclei at ALTO : developments and results of two new experimental setups


  • Abstract

    ALTO (Accélérateur Linéaire et Tandem d’Orsay) is a facility composed of two accelerators dedicated to research and industrial applications. There is a 15 MV tandem and a linear accelerator. My PhD work was to develop the instrumentation of the linear accelerator part of ALTO which provides radioactive beams for fundamental research. These radioactive beams are produced using the Isotope Separation On-Line method (ISOL). This technique allows three kinds of experiments: mass measurement, nuclear orientation and radioactivity experiments. Among those three types of experiments, I worked on the development of two new experimental platforms for the ALTO instrumentation. The first one, BEDO (BEta Decay studies in Orsay) is an ensemble of detectors dedicated to β-γ spectroscopy of β-decaying nuclei produced by ALTO. I present in this thesis, the commissioning of this new experimental set-up, its technical characteristics and the tools development leading to the first results. For this commissioning experiment a mass 82 radioactive beam was produced, taking this opportunity the ⁸²Ge vers ⁸²As decay was re-investigated allowing to establish a new level scheme for ⁸²As and giving the first evidences for the presence of intruder states in the N=49 odd-odd isotones. The second project, which is developed, is POLAREX (POLARization of EXotic nuclei), a new facility for nuclear orientation experiments. My thesis deals with the entire reconditioning of a ³He-⁴He dilution refrigerator (major and most complex element of the facility) and R&D and technical developments of the platform. These contributions allowed the successful commissioning of the new experimental platform with the first physical measurements on ⁵⁴Mn, ⁵⁶Co, ⁵⁷Co created by activation of an iron foil with deuterons produced by the Tandem.


  • Abstract

    ALTO (Accélérateur Linéaire et Tandem d’Orsay) est une installation équipée de deux accélérateurs pour la recherche et les applications industrielles (un tandem de 15 MV et une accélérateur linéaire). Mon travail de thèse consiste à l’instrumentation pour la recherche fondamentale de la partie accélérateur linéaire d’ALTO qui fournir des faisceaux de noyaux radioactifs. Les faisceaux de noyaux radioactifs riches en neutrons sont produits par la technique de séparation isotopique en ligne (ISOL). Cette méthode de production permet trois types d’expérience : la mesure de masse, l’orientation nucléaire et les expériences de décroissances radioactives. Parmi ces trois types d’expériences, j’ai participé aux développements de deux nouvelles plateformes expérimentales dans le cadre du projet de l’instrumentation de l’installation ISOL d’ALTO. Le premier, BEDO (BEta Decay studies in Orsay) est un ensemble de détecteurs dédié à la spectroscopie β-γ des noyaux décroissants par désintégration β produits par ALTO. Je présente ici, la mise en fonctionnement de cette plateforme expérimentale, ses caractéristiques techniques et les développements d’outils permettant d’aboutir aux premiers résultats. Pour cette expérience un faisceau de la masse 82 a été produit, saisissant cette opportunité, une ré-investigation de la décroissance de ⁸²Ge vers ⁸²As a permis d’établir un nouveau schéma de niveaux pour ⁸²As et de donner les premières indications de la présence d’états issus de configurations intruses dans les isotones impair-impair N=49. Le second projet développé est POLAREX (POLARization of EXotic nuclei), il s’agit d’une plateforme expérimentale dédiée aux expériences d’orientation nucléaire. Mon travail traite ici de l’entière réhabilitation du cryostat à dilution ³He-⁴He (élément principal et le plus complexe de l’installation) et des développements techniques et R&D apportés à l’ensemble de la plateforme. L’ensemble de ces contributions a permis la validation du fonctionnement de l’installation avec les premières mesures physiques sur les noyaux de ⁵⁴Mn, ⁵⁶Co, ⁵⁷Co créés par activation d’une feuille de Fer avec des deutons produits par le Tandem.


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