Recherche et développement concernant la production d'ions radioactifs dans le cadre de SPIRAL

Cyrille Eléon

HAL : tel-00256016, version 1

Recherche et développement concernant la production d'ions radioactifs dans le cadre de SPIRAL
Eléon C.
PhD thesis. Université de Caen (2007-12-18), Marie Geneviève Saint Laurent (Dir.)
[oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00256016] - http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00256016

titre :

Recherche et développement concernant la production d'ions radioactifs dans le cadre de SPIRAL

auteur(s) :

Cyrille Eléon¹

laboratoire :

1 :	GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds

http://www.ganil.fr

CNRS : UPR3266 – IN2P3 – CEA : DSM/GANIL

Bvd Henri Becquerel - BP 55027 - 14076 CAEN CEDEX 5

France

titre en anglais :

Research and developement for the production of radioactive ions for SPIRAL

type de document :

Thèses

date de soutenance :

18/12/2007

résumé :

Ce travail de thèse concerne l'étude de la production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL. Il s'inscrit dans le cadre de la R&D pour SPIRAL à GANIL. Deux études destinées à améliorer les performances de SPIRAL ont été réalisées à partir d'une approche statistique originale du processus de transformation atomes-ions.
La première étude porte sur les temps de transformation entre les instants de production des atomes radioactifs d'$^{35}$Ar dans une cible et d'extraction des ions radioactifs correspondant hors de la source à l'aide du dispositif TARGISOL (cible + source ECR). Le but était de déterminer les coefficients de diffusion de l'Ar dans des cibles en carbone graphite. Les résultats sont présentés et démontrent la rigueur qu'exige cette étude.
La seconde étude est une application de l'approche statistique au fonctionnement d'une source à ionisation de surface. Elle a permis de redéfinir et de construire un ensemble de production de faisceaux d'ions 1+ alcalins radioactifs MonoNaKe. Des ions radioactifs de $^{37,47}$K, $^{25,26,27,28,30}$Na, $^{8,9}$Li et $^{28,29,30,31}Al ont été produits.
Pour produire un faisceau d'ions alcalins radioactifs multichargés, l'ensemble cible-source MonoNaKe a été couplé avec une source ECR de même type que celle utilisée actuellement sur SPIRAL 1, sans utiliser de séparateur de masse (méthode 1+/N+ directe). Un premier faisceau d'ions radioactifs $^{47}$K$^{5+}$ a été extrait sur le banc de test SIRa.
Une source de test hors ligne basée sur les mêmes principes que ceux adoptés pour la définition de MonoNaKe a été construite. Son but est d'élaborer un prototype de source répondant aux contraintes de SPIRAL 2 (efficacité d'ionisation et durée de vie).

résumé en anglais :

This thesis is related to the R&D for the production of radioactive ion beams by the ISOL method for SPIRAL at GANIL. Two studies concerning improvements to the performance of SPIRAL target-source system have been made, using a statistical approach to the atoms-to-ions transformation.
The first study concerns the transformation time between the production of the radioactive atoms of $^{35}$Ar inside a target and the extraction of the radioactive ions from the source with the TARGISOL set-up (target + ECR source). The goal was to determine the diffusion coefficients of the Ar for the carbon target. The results were presented and illustrate the difficulty of this work.
The second study is the application of the statistical approach to the surface ionization source. It allowed one to define and to build a new MonoNaKe set-up for the production of 1+ radioactive alkaline ions. Radioactive ions of $^{37,47}$K, $^{25,26,27,28,30}$Na, $^{8,9}$Li and $^{28,29,30,31}$Al were produced.
For the production of the multicharged radioactive alkali ions, the MonoNaKe target/ion-source system was coupled to the ECR source of SPIRAL 1 without a mass separator (1+/N+ direct method). A first radioactive ion beam of $^{47}$K$^{5+}$ was extracted at the SIRa test bench.
A surface ionization test source based on the same technical characteristics of MonoNaKe has been built. The goal of this system will be to define a prototype of source adapted to the constraints of SPIRAL 2 (ionization efficiency and lifetime).

domaine :

Physique/Physique Nucléaire Théorique

Projet(s), Collaboration(s) :

SPIRAL

organisme de délivrance :

Université de Caen

école doctorale :

Ecole doctorale SIMEM

spécialité :

Sciences de la matière et génie des procédés

référence interne :

GANIL T 07 04

langue :

Français

directeur de thèse :

Marie Geneviève Saint Laurent

composition du Jury :

Marie Geneviève Saint Laurent (directeur)
Oscar Naviliat-Cuncic
Brigitte Roussière (Rapporteur)
Bertram Blank (Rapporteur)
Thierry Lamy
Pascal Jardin

mots-clés :

Physique nucléaire – diffusion – faisceau d'ions radioactifs – sources d'ions@