Mesure précise de la section efficace d’une réaction nucléaire d’intérêt astrophysique

: 13C(p,γ)14N à des énergies inférieures

Abstract

Ce travail concerne la mesure de la section efficace de la réaction de capture radiative 13C(p,γ)14N, apparaissant dans le cycle CNO. Plusieurs études de cette réaction nucléaire ont déjà été réalisées en cinématique inverse 1H(13C,γ)14N avec le dispositif à très bas bruit du LARN ([1],[2]). Les résultats obtenus montrent cependant un décalage systématique avec les mesures réalisées en cinématique directe 13C(p,γ)14N par d’autres dispositifs expérimentaux. L’objectif de ce projet consiste donc à mesurer cette section efficace en cinématique directe avec le système bas bruit du LARN. Pour réaliser les références de 13C nécessaires à cette mesure, nous avons implanté du 13C- de 36 keV à différentes doses (0,025 – 1,5 1018 at./cm²) dans des cibles de Si préalablement amorphisées. Un faisceau de deutérons de 1,1 MeV a ensuite été utilisé pour caractériser ces implantations avec la réaction 13C(d,α0)11B. Les profils de concentration en 13C ont été mesurés via la réaction nucléaire résonante 13C(p,γ)14N à une énergie de 1747,6 keV. Ces deux techniques ont ainsi permis de réaliser une étude de la dose retenue en fonction de la dose implantée. L’absence de saturation a pu être expliquée en comparant les résultats expérimentaux aux prédictions de SRIM ainsi qu’à des valeurs simulées tenant compte de l’érosion de la surface et du gonflement de la couche lors de l’implantation. Une dose de 1018 13C-/cm² a finalement été choisie pour réaliser la mesure de la section efficace. L’allure de cette dernière autour de l’énergie de résonance (Elab = 550,6 keV) a été estimée avec un détecteur NaI(Tl) et comparée à celle déterminée avec un détecteur HPGe dans des conditions identiques à celles des références [1] et [2]. Des mesures ont été effectuées jusqu’à 400 keV et montrent des résultats similaires à ceux obtenus en cinématique inverse dans notre laboratoire. Des profils de concentration en 13C ont été réalisés avant et après la mesure de la section efficace et ont permis de mettre en évidence une légère désorption du 13C au cours de la mesure.

Date of Award	30 Aug 2022
Original language	French
Awarding Institution	University of Namur
Supervisor	Guy Terwagne (Supervisor)