Ligne LISE au GANIL
Objectif
Bien que l'élément le plus lourd trouvé sur terre soit l'uranium-238, avec une demi-vie de l'ordre de 5 milliards d'années (approximativement l'âge de la terre), durant ces 60 dernières années une vingtaine d'éléments plus lourds ont été synthétisés en laboratoire, avec des périodes beaucoup plus courtes. Le dernier élément dont l'existence est confirmée, est l'élément Z=112, synthétisé au GSI à Darmstadt. Durant ces trois dernières années, une équipe de chercheurs de Dubna a successivement annoncé la production des éléments Z=114, 116 puis 118. Mais l'existence de ces nouveaux éléments demeure à confirmer.
Combien d'éléments reste-t-il à découvrir? Selon les modèles théoriques, on s'attend à un regain de stabilité au voisinage de Z=120. Cependant, la localisation exacte de cet îlot de stabilité varie avec les modèles.
La recherche de l'élément Z=114 constitue donc une étape vers cet îlot.
Localisation
Cette recherche s'effectue au Ganil sur la ligne de faisceau Lise-III.
Contribution du Dapnia/IRFU
Responsabilités scientifiques et techniques
-Co-porte-parole de l'expérience.
-Conception et réalisation de la chambre à vide et de la cible tournante
-Asservissement et contrôle de la cible tournante.
-Participation à la mise en place de l'expérience, la prise de données et l'analyse.
La Cible tournante Fulis
Les faibles sections efficaces de production des noyaux superlourds sont très faibles. Il est nécessaire d'avoir les intensités de faisceau les plus importantes possible, ce qui implique que la cible subit un échauffement très important. Pour limiter cet échauffement, nous avons utilisé une cible tournante qui répartit le dépôt d'énergie sur une grande surface.
La cible Fulis fait 36cm de rayon et peut tourner à une vitesse de 2000 tours par minute. La cible est constituée d'un nombre de sous cibles variables (16 cibles de plomb de 300µg/cm2 dans notre expérience). La source du faisceau est synchronisée avec la cible de façon à c e quele faisceau ne touche pas les supports des sous-cibles.
Un système de suivi des cibles permet d'estimer la qualité des cibles qui se détériorent au cours du temps. Des détecteurs scintillants BaF2 sont placés à proximité de la cible. Ils détectent les photons gamma qui sont émis lorsque les ions du faisceau interagissent avec la cible. Le taux d'émission est corrélé avec la position de la cible: une diminution de l'émission signifie que l'épaisseur de la cible a diminué, voire que la cible est détruite. Inversement, un excès peut signifier que le faisceau touche un support de cible.
Programme expérimental
- 2000 : reproduction de l'expérience de fusion 86Kr+208Pb --> (Z=118) réalisée à Berkeley. Aucun événement ne fut détecté et les résultats de Berkeley furent plus tard démentis.
- 2001 : synthèse du Sg (Z=106) par la fusion de 54Cr sur du 208Pb. 10 événements de 261Sg et 2 événements de 260Sg furent détectés.
- 2002: Tentative de synthèse de superlourds en cinématique inverse (faisceau de plomb sur cible de chrome). Les tests montrent que le taux de réjection de LISE n'est pas suffisant pour ce type d'expérience, mais pourrait être amélioré.
- 2004: Réaction de fusion 58Fe(208Pb,1n)265Hs(108). On obtient un facteur de réjection très haut > 1011 . Un total de 7 événements sont mesurés pour trois énergies incidentes. La transmission est établie à 17%. A la suite de cette expérience, la ligne LISE est améliorée pour que sa transmission soit de 27%.
- 2004: Tentative de synthèse de l'élément Z=114 par la fusion de 76Ge sur du 208Pb. Aucun événement ne fut détecté, ce qui place la section efficace supérieure à 1.2pb.
- 2004: spectroscopie alpha, gamma et électron retardée du 255Lr et 251Md, produits par la réaction de fusion 48Ca+209Bi
- 2008: synthèse du 258-259Rf par la réaction symétrique 136Xe+124Sn : une section efficace de réaction inférieure à 80 picobarn est mesurée, mettant en lumière une forte diminution des sections efficace de fusion pour les systèmes symétriques.
- 2013: spectroscopie alpha, gamma et électron retardée du 257Db produit par la réaction de fusion 50Ti+209Bi.
Spectroscopie des Noyaux superlourds
Voir nos activités dans ce domaine.
Temps de fission des noyaux superlourds
Projets de détection associés
