De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

A Darmstadt (GSI) en cinématique inverse, des mesures directes et complètes des sections
efficaces de production des différents isotopes résiduels produits dans l’interaction de protons
et de deutons avec des noyaux U, Pb, Fe et Xe principalement à 1 GeV, mais aussi à 500 MeV
et entre 300 MeV et 1.5 GeV pour Fe et Xe.
Enfin les expériences d’irradiation conduites depuis des années auprès de nombreux
accélérateurs permettent de connaitre précisément l’évolution des sections efficaces de
production de noyaux résiduels dans une large gamme d’énergie (10 MeV-2.6 GeV) du
proton incident. Ces expériences sont conduites en Europe par le professeur Michel et son
équipe et en Russie par l’équipe de Yu. Titarenko (Ref 16).
Citons au Japon quelques expériences récentes utiles pour ce domaine :
En π (0.87, 2.1 GeV)+ Fe, Pb, la mesure de d2σ/dΩdE pour les neutrons (Ref 17) et en p
(300, 392 MeV) + C, Al, Nb, la mesure de d2σ/dΩdE pour les protons (Ref 18).
Nous allons illustrer maintenant quelques unes de ces expériences les plus significatives en
insistant sur le coté expérimental. D’autres résultats seront comparés aux modèles plus loin
dans ce cours.
L’appareillage utilisé à COSY par la collaboration NESSI est illustré Fig 17.
Fig 17 : Dispositif NESSI. Il
comprend une sphère contenant
le scintillateur liquide (BNB),
une sphère interne de Si de 500
μm d’épaisseur et 6 télescopes
constitués de 3 jonction Si et d’
un cristal de CsI.
Fig 18 : Principe de fonctionnement de la
boule à neutrons (BNB).
L e principe de fonctionnement de la boule à neutrons est illustré dans la figure 18. Ces
figures sont extraites des publications de la collaboration (Ref 19 et 20).
Un tel dispositif permet une étude détaillée de la partie de basse énergie des spectres des
particules légères produites dans la spallation. La boule à neutrons donne la distribution de
multiplicité des neutrons émis pendant l’évaporation. La boule de Si complétée par une
mesure de temps de vol permet la mesure de la multiplicité des particules chargées légères de
basse énergie. Ces observables sont évidemment fortement corrélée avec l’énergie
d’excitation du noyau remnant. Les télescopes permettent l’identification des ions légers
jusqu’au Be-B et jusqu’à des énergies de 150-200 MeV.
Ce dispositif permet d’étudier la transition entre la cascade intranucléaire et l’évaporation ou
désexcitation du noyau remnant (voir Fig 4 et 5). On appelle également cette région zone de
pré-équilibre. Elle est particulièrement délicate et intéressante puisqu’elle se situe à la limite
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