Développement d'un système de détection bas-bruit polyvalent et de références d'hydrogène pour l'étude de réactions nucléaires d'intérêt astrophysique

Thèse de l'étudiant: Doc typesDocteur en Sciences

Résumé

Cette thèse porte sur la mesure de sections efficaces de réactions nucléaires d’intérêt astrophysique à des énergies inférieures à la barrière coulombienne. Plus précisément, nous avons étudié la réaction de capture radiative 13C(p,g)14N présente dans le cycle CNO. Étant donné que la section efficace diminue avec l’énergie, l’étude de ces réactions nucléaires à basses énergies devient compliquée car les mesures sont beaucoup plus sensibles aux sources
de bruit extérieures, notamment la radioactivité naturelle et les rayonnements cosmiques (muons). Afin de réduire ces différentes sources de bruits, nous avons développé un système polyvalent de détection de rayonnements gammas bas-bruit composé de deux blindages : l’un blindage passif, l’autre actif. Le premier consiste en un château de plomb alors que le second est réalisé par l’anti-coïncidence entre le détecteurs gamma et plusieurs scintillateurs plastiques entourant le château de plomb. De plus, afin de diminuer le risque de production de réactions nucléaires parasites lors des mesures, réactions induites par le faisceau de protons sur des éléments de la ligne (collimateurs, fentes, etc.) ou sur des impuretés présentes dans la cible, nous avons choisi de travailler en cinématique inverse. Cela se fait en inversant les noyaux cibles et incidents, et donc en envoyant du 13C sur de l’hydrogène. Cette méthode de travail nous a amené à réaliser des cibles en hydrogène stables sous faisceaux d’ions et présentant une pureté isotopique proche de 100%. Pour ce faire, nous avons implanté de l’hydrogène dans une matrice de silicium amorphisé. Enfin, un tout nouveau bout de ligne (doigt froid, jeu de fentes, chaîne d’acquisition numérique, etc.) a également été mis au point. À l’aide de tous ces développements, des mesures de sections efficaces ont pu être réalisées jusqu’à une énergie de 150 keV dans le système centre de masse, énergie encore jamais atteinte en cinématique inverse pour la réaction 13C(p,g)14N. Enfin, à l’aide d’un traitement théorique, des extrapolations à basses énergies ont été réalisées afin d’obtenir des données utiles pour les astrophysiciens. Notons que ce système polyvalent de détection bas-bruit peut être utilisé à d’autres fins comme
la mesure de profils de concentration d’éléments légers par réactions nucléaires résonantes ou la détection de matériaux très faiblement radioactifs.
la date de réponse16 août 2019
langue originaleFrançais
L'institution diplômante
  • Universite de Namur
SuperviseurGuy Terwagne (Promoteur), Anne LEMAITRE (Président), Guy G. Ross (Jury), Philippe Lambin (Jury) & P. DESCOUVEMONT (Jury)

mots-clés

  • système bas-bruit
  • standard hydrogène
  • spectrscopie gamma
  • factuer astrophysique
  • implantation ionique
  • section efficace

Contient cette citation

Développement d'un système de détection bas-bruit polyvalent et de références d'hydrogène pour l'étude de réactions nucléaires d'intérêt astrophysique
Debarsy, P. (Auteur). 16 août 2019

Thèse de l'étudiant: Doc typesDocteur en Sciences