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Sections efficaces neutroniques via la méthode de substitution Guillaume Boutoux Thèse réalisée au: CENBG (CNRS/IN2P3) – Université Bordeaux 1 Gradignan,

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1 Sections efficaces neutroniques via la méthode de substitution Guillaume Boutoux Thèse réalisée au: CENBG (CNRS/IN2P3) – Université Bordeaux 1 Gradignan, Vendredi 25 Novembre 2011 Soutenance de thèse Rapporteurs:M. Frank GunsingCEA Saclay M. Laurent Tassan-Got CNRS IPN Orsay Examinateurs: M. Philippe MorettoUniv. Bx 1 CENBG M. Pascal Romain CEA DAM DIF M. Olivier Sérot CEA Cadarache Directeur de thèse:M. Gérard BarreauCNRS CENBG Co-encadrante:Mme Béatriz JuradoCNRS CENBG

2 1/29 Plan La méthode de substitution ● Principe et validité de la méthode Expérience de validation dédiée à la capture radiative 174 Yb( 3 He,xγ) ● Dispositif expérimental ● Analyse des données Interprétation des résultats ● Distributions de spin-parité dans les réactions de transfert ● Avancées sur la compréhension de la méthode Perspectives et Conclusions. Motivations Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

3 Nucléaire du futur: ● Transmutation des actinides mineurs ● Cycle 232 Th/ 233 U Besoin de σ(n,f) et σ(n,γ) dans la gamme d’énergie 1 keV < En < 10 MeV Noyaux stables Noyaux connus Astrophysique nucléaire: ● s-process et r-process Mesures très difficiles – Noyaux très radioactifs! Besoin de σ(n,γ) s-process 2 2/31 Motivations: les données nucléaires Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

4 AXAX AXAX neutron A+1 X * fission γ neutron Voie d’entrée FORMATION Voie de sortie DESEXCITATION FORMATIONDESEXCITATION indépendance Formation d’un noyau composé (MODELE STATISTIQUE) 3/29 Réactions induites par neutrons Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 Formation du noyau composé: ● E*≈E n +S n ● Toutes les configurations d’états du noyau excité sont équiprobables Désexcitation du noyau composé: ● Hypothèse de Bohr ● Modèle statistique dépendant de (E*,J,π) (MODELE OPTIQUE)

5 AXAX AXAX neutron A+1 X * fission γ neutron Y Y particule chargée (p, d, t, 3 He, α) éjectile 4/29 La méthode de substitution (ou « surrogate ») Réactions « surrogate »: ● Réaction de transfert ou diffusion inélastique (ex: (p,p’), (d,p), ( 3 He,α), …) Mesure de la probabilité de désexcitation: CALCULMESURE (réaction surrogate) (MODELE OPTIQUE) (Cramer & Britt, 1970) Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 Deux hypothèses fondamentales: 1/ Formation d’un noyau composé 2/ Même probabilité de désexcitation

6 5/29 La validité de la méthode de substitution Réactions induites par neutrons Réactions « surrogate » 1 er cas: Distributions de spins similaires ● Hypothèse peu probable à basse énergie 2 eme cas: La probabilité de décroitre est indépendante des spins et parités peuplés ● Hypothèse valide aux énergies d’excitation où la décroissance est dominée par la densité de niveaux E* continuum Etats discrets très sélectifs Etats du continuum. Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 ? La densité de niveaux à E*≈S n assure un fort couplage des configurations d’états du noyau excité  les noyaux formés sont majoritairement des noyaux composés = De nombreuses expériences ont permis de tester la méthode de substitution.

7 243 Am( 3 He,αf) 242 Am* 243 Am( 3 He,tf) 243 Cm* T 1/2 =163 j T 1/2 =432 a 6/29 Comparaison avec des données neutroniques (fission) Grégoire Kessedjian, PLB (2010) T 1/2 =7370 a 243 Am 3 He α t ● Très bon accord même à basse énergie neutron. Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

8 7/29 Etat de l’art (fission) ● En général, très bon accord (<10%) au seuil de fission B f et au delà Réaction « surrogate »Réaction désiréeRéférence (p,p’f), (d,pf) (t,pf), (t,df) ( 3 He,pf), ( 3 He,df), ( 3 He,tf) Th(n,f), Pa(n,f) U(n,f), Np(n,f) Pu(n,f), Am(n,f) Cm(n,f), Bk(n,f) Cf(n,f), Es(n,f) J.D. Cramer et al. (1970) B.B. Back et al. (1974) H.C. Britt et al (1979) (Los Alamos) 232 Th( 3 He,pf) 234 Pa* 232 Th( 3 He,tf) 232 Pa* 232 Th( 3 He,αf) 231 Th* 233 Pa(n,f) 231 Pa(n,f) 230 Th(n,f) M. Petit et al. (2004) (CENBG) 238 U( 3 He,αf) 237 U* 236 U(n,f)B.F. Lyles et al. (2007) (Livermore/Berkeley) 238 U( 3 He,tf) 237 Np* 237 Np(n,f)M.S. Basunia et al. (2009) (Livermore/Berkeley) 243 Am( 3 He,df) 244 Cm* 243 Am( 3 He,tf) 243 Cm* 243 Am( 3 He,αf) 242 Am* 243 Cm(n,f) 242 Cm(n,f) 241 Am(n,f) G. Kessedjian et al. (2010) (CENBG). Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

9 8/29 Etat de l’art (capture radiative) ● Peu d’expériences dédiées à la capture radiative ● Manque de données neutroniques pour comparaison ● Forte sensibilité au spin-parité ● Surestimation des données surrogate d’un facteur 3-5 Réaction « surrogate »Réaction désiréeRéférence 232 Th( 3 He,pγ) 234 Pa* 233 Pa(n,γ)S. Boyer et al. (2006) (CENBG) 238 U(α,α’ γ) 238 U* 237 U(n,γ)L. Bernstein et al. (2006) (Livermore/Berkeley) 154 Gd(p,p’γ) 154 Gd* 156 Gd(p,p’γ) 156 Gd* 158 Gd(p,p’γ) 158 Gd* 153 Gd(n, γ) 155 Gd(n, γ) 157 Gd(n, γ) N.D. Scielzo et al. (2010) (Livermore/Berkeley) 232 Th(d,pγ) 233 Th* 232 Th(n,γ)J. Wilson et al. (2011) (IPN Orsay /Oslo). ● Choix d’une expérience complémentaire où:  la fission ne fait pas partie des voies de désexcitation  le dispositif expérimental est très complet Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

10 6 9/29 L’expérience 3 He Yb 176 Lu 175 Lu 174 Lu 173 Yb 174 Yb 3 He ( 3 He,p) ( 3 He,d) ( 3 He,t) ( 3 He,α) 175 Lu+n 174 Lu+n (T 1/2 =3.31a) 173 Lu+n (T 1/2 =1.37a) 172 Yb+n ● Données neutroniques existantes pour 175 Lu(n,γ) et 172 Yb(n,γ) ● Cible mince de 174 Yb (250 μg/cm²) évaporée sur support fin carbone (50 μg/cm²) ● Facilité: Tandem 15MV de l’IPN Orsay ● 3 24 MeV Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011.

11 Ejectile CIBLE 174 Yb 3 He ∆ E-E γ 4 scintillateurs C 6 D 6 6 détecteurs Ge 6 10/29 Le dispositif expérimental (1/2) ∆ E-E Détection des éjectiles ● Identification du noyau composé associé à la voie de transfert ● Cinématique des réactions de transferts: θ + E ejectile + Q  E* du noyau composé N SINGLES Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/ Yb( 3 He,p) 176 Lu*  N SINGLES (E*) : nombre de protons (= 176 Lu* formés)

12 Ejectile CIBLE 174 Yb 3 He ∆ E-E γ 4 scintillateurs C 6 D 6 6 détecteurs Ge 6 11/29 Le dispositif expérimental (2/2) ∆ E-E  N COINC (E*): nombre des coïncidences entre un proton et un gamma (= 176 Lu* qui émet un gamma) Probabilité de capture radiative: Efficacité de détection pour un événement de capture Nombre de noyaux composés qui émettent des gammas Nombre total de noyaux composés N SINGLES N COINC Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

13 6 12/29 Photos du dispositif expérimental Cible 174 Yb Télescopes ∆E-E 3 He C6D6C6D6 Germanium Cible Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 Probabilité de capture radiative: Efficacité de détection pour un événement de capture Nombre de coïncidence entre un éjectile et un gamma détecté dans un C6D6 Nombre total d’éjectile

14 6 13/29 N SINGLES (E*) Soustraction des contaminants: ● Réactions du faisceau d’ 3 He avec le support en C et les impuretés (O). ● Les éjectiles émis dans ces réactions donne une mauvaise identification du noyau excité! θ=130° - Piste 8 N SINGLES brut Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/ C 12 C 16 O

15 6 13/29 Soustraction des contaminants: ● Réactions contaminantes avec le support en C et les impuretés (O). ● Les éjectiles émis dans ces réactions donne une mauvaise identification du noyau excité! θ=130° - Piste 8 N SINGLES brut N SINGLES support C Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/ C 12 C 16 O N SINGLES (E*) (mesuré avec un support de carbone vierge)

16 6 13/29 Soustraction des contaminants: ● Réactions contaminantes avec le support en C et les impuretés (O). ● Les éjectiles émis dans ces réactions donne une mauvaise identification du noyau excité!  Rejet systématique des zones contaminées par 12 C et 16 O.  Bonne soustraction du 13 C dans la zone d’intérêt (S n

17 6 14/29 N COINC (E*) – Analyse des C 6 D 6 Coïncidence entre un éjectile et un évenement dans un des C6D6; ● Temps entre signal ∆ E et signal C 6 D 6 = 37ns Détection d’un gamma: ● Discrimination neutron-gamma par « Pulse Shape Discrimination » Détection d’un gamma de capture radiative: ● E*>Sn  Compétition avec l’émission de neutron ● Le noyau résiduel après émission de neutron peut à son tour décroître par émission de gammas. ● Suppression de la contribution inélastique (n’γ) avec un contour sur l’énergie de détection des gammas.. Soustraction des gammas provenant du support C Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

18 6 15/29 Efficacité de détection d’un événement de capture ε c (E*), une quantité difficile à déterminer: ● dépend du chemin de la cascade ● multiplicité, énergie des gammas de la cascade ? E cascade =E* Techniques pour déterminer l’efficacité indépendamment du chemin de la cascade Méthode de l’efficacité constante: ● méthode basée sur une hypothèse d’efficacité constante ● permet de déterminer facilement l’efficacité dans le voisinage de Sn dans une réaction « surrogate » Principe de détection totale de l’énergie en combinaison avec la technique des fonctions de poids: ● utilisé habituellement dans le cadre des mesures neutroniques à n_TOF (CERN) et GELINA (IRMM) Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

19 6 16/29 Détection totale de l’énergie & Fonctions de poids Principe de détection totale de l’énergie: ● Basée sur deux conditions: Fonctions de poids: ● Notre dispositif doit vérifier la condition n°2 ● On pondère artificiellement la fonction de réponse de notre dispositif C6D6 avec des fonctions appropriées 1/ Faible efficacité de détection 2/ Efficacité proportionnelle à l’énergie ● L’efficacité de détection d’une cascade ε c est alors indépendante du chemin de la cascade: Une technique difficile: ● Simulation de la fonction de réponse Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

20 6 16/29 Détection totale de l’énergie & Fonctions de poids Principe de détection totale de l’énergie: ● Basée sur deux conditions: Fonctions de poids: ● Notre dispositif doit vérifier la condition n°2 ● On pondère artificiellement la fonction de réponse de notre dispositif C6D6 avec des fonctions appropriées 1/ Faible efficacité de détection 2/ Efficacité proportionnelle à l’énergie ● L’efficacité de détection d’une cascade ε c est alors indépendante du chemin de la cascade: Une technique difficile: ● Simulation de la fonction de réponse Probabilité qu’un γ-incident E i dépose E d dans le détecteur Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

21 6 16/29 Détection totale de l’énergie & Fonctions de poids Principe de détection totale de l’énergie: ● Basée sur deux conditions: Fonctions de poids: ● Notre dispositif doit vérifier la condition n°2 ● On pondère artificiellement la fonction de réponse de notre dispositif C6D6 avec des fonctions appropriées 1/ Faible efficacité de détection 2/ Efficacité proportionnelle à l’énergie ● L’efficacité de détection d’une cascade ε c est alors indépendante du chemin de la cascade: Une technique difficile: ● Simulation de la fonction de réponse ● Validation avec des réponses expérimentales jusqu’à 7 MeV. Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

22 6 16/29 Détection totale de l’énergie & Fonctions de poids Principe de détection totale de l’énergie: ● Basée sur deux conditions: Fonctions de poids: ● Notre dispositif doit vérifier la condition n°2 ● On pondère artificiellement la fonction de réponse de notre dispositif C6D6 avec des fonctions appropriées 1/ Faible efficacité de détection 2/ Efficacité proportionnelle à l’énergie ● L’efficacité de détection d’une cascade ε c est alors indépendante du chemin de la cascade: Une technique difficile: ● Simulation de la fonction de réponse ● Validation avec des réponses expérimentales jusqu’à 7 MeV. ● Construction de la fonction de réponse continue par interpolation Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

23 6 16/29 Détection totale de l’énergie & Fonctions de poids Principe de détection totale de l’énergie: ● Basée sur deux conditions: Fonctions de poids: ● Notre dispositif doit vérifier la condition n°2 ● On pondère artificiellement la fonction de réponse de notre dispositif C6D6 avec des fonctions appropriées 1/ Faible efficacité de détection 2/ Efficacité proportionnelle à l’énergie ● L’efficacité de détection d’une cascade ε c est alors indépendante du chemin de la cascade: Une technique difficile: ● Simulation de la fonction de réponse ● Validation avec des réponses expérimentales jusqu’à 7 MeV. ● Construction de la fonction de réponse continue par interpolation ● Détermination des fonctions de poids W E* par minimisation Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

24 6 16/29 Détection totale de l’énergie & Fonctions de poids Principe de détection totale de l’énergie: ● Basée sur deux conditions: Fonctions de poids: ● Notre dispositif doit vérifier la condition n°2 ● On pondère artificiellement la fonction de réponse de notre dispositif C6D6 avec des fonctions appropriées 1/ Faible efficacité de détection 2/ Efficacité proportionnelle à l’énergie ● L’efficacité de détection d’une cascade ε c est alors indépendante du chemin de la cascade: Une technique difficile: ● Simulation de la fonction de réponse ● Validation avec des réponses expérimentales jusqu’à 7 MeV. ● Construction de la fonction de réponse continue par interpolation ● Détermination des fonctions de poids W E* par minimisation ● Pondération des spectres C6D6 afin que ε c =k.E* Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

25 6 17/29 Méthode d’efficacité constante Une méthode simple : ● E*

26 6 Probabilités de capture radiative (C6D6) ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

27 6 19/29 Analyse des Germaniums ● Analyse spectroscopique des noyaux excités formés en fonction de E* ● Identification des transitions relatives à la voie ( 3 He,pγ) et à l’ouverture de la voie inélastique ( 3 He,pn’γ).  Cible isotopiquement pure Emergence des gammas du noyau résiduel après émission de neutron Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 ● Coïncidence en temps éjectile-gamma (Ge)

28 6 20/29 Probabilités de capture radiative (Ge) ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

29 6 21/29 Extraction de la section efficace de 175 Lu(n,γ) ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

30 6 22/29 Interprétation de la voie 174 Yb( 3 He,p) 176 Lu* ● Ajustement des paramètres statistiques (densités de niveaux – « γ-strength-functions ») dans TALYS ● cas de 175 Lu+n: ● cas de 176 Lu+γ: ● Comparaison de la P γ exp. avec des calculs TALYS (n, γ) et (γ, γ) Spins peuplés dans 174 Yb( 3 He,p) proche de ceux peuplés dans ( 176 Lu +γ)? Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

31 6 23/29 Distribution des moments angulaires peuplés ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

32 6 24/29 Interprétation des résultats ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

33 6 24/29 Interprétation des résultats ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

34 6 24/29 Interprétation des résultats ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

35 6 25/29 Interprétation de la voie 174 Yb( 3 He,αγ) 173 Yb* =4 ħ σ=3.2 ħ ● Fit de la probabilité expérimentale pour déduire la distribution de spins:  Spins peuplés plus élevés 172 Yb(n,γ) ● Surestimation de la section efficace de 172 Yb(n,γ) d’un facteur 10! Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

36 6 26/29 ● Forte sensibilité de la capture radiative à la différence de spin  Petite variation de la probabilité en absolue = plusieurs facteurs en relatif! ● Rôle et quantification de la distribution de spin du noyau composé  Spins moyens peuplés en transfert plus élevés de 3-4 ħ ● Etats de basse énergie du noyau résiduel après émission de neutron très sélectifs!  La différence de spins défavorise l’émission de neutron  La compétition renforce l’émission gamma ● Densités de niveaux plus élevées avec la masse et E*:  Cas des actinides plus favorable  Réduction des déviations entre données « surrogate » et neutroniques Synthèse ● Meilleure compréhension des expériences de substitution dédiées à la fission Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011.

37 6 27/29 Perspectives – L’importance des distributions de spins ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

38 6 28/29 Perspectives ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

39 6 29/29 CONCLUSION ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

40 6 REMERCIEMENTS B. Jurado 1, V. Méot 2, O. Roig 2, C. Théroine 2, M. Aïche 1, A. Bail 2, G. Barreau 1, E. Bauge 2, A. Blanc 2, J.T. Burke 9, N. Capellan 1,7, P. Chau 2, I. Companis 1, S.Czajkowski 1, J.M. Daugas 2, X. Derkx 5, L. Gaudefroy 2, F. Gunsing 4, B. Haas 1, G. Kessedjian 1,7, I. Matea 6, L. Mathieu 1, P. Morel 2, N. Pillet 2, M.G Porquet 8, P. Romain 2, K.-H. Schmidt 1, O. Sérot 3, J. Taieb 2, L. Tassan-Got 6, I. Tsekhanovich 1 1 CENBG Bordeaux, CNRS/IN2P3, Université Bordeaux 1 2 CEA – DAM – DIF 3 CEA – Cadarache, DEN/DER/SPRC/LEPh 4 CEA – Saclay, DSM/DAPNIA/SPhN 5 GANIL, CNRS/CEA 6 IPN Orsay, CNRS/IN2P3 7 LPSC Grenoble, CNRS/IN2P3 8 CSNSM Orsay, CRNS/IN2P3 9 Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011

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42 92 Zr* 156 Gd* 236 U* Nombre d’état du noyau résiduel après émission de neutrons sous 1 MeV: 91 Zr: 1 niveau 155 Gd: 60 niveaux 235 U: 90 niveaux

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44 Faisceau 3He Chambre de réaction Géométrie compacte et complexe

45 Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/ Ncoinc Suppression des gammas provenant de la voie inélastique (n’gamma) Seuil sur l’énergie de détection des gammas: 200keV – 400 keV.

46 6 Section efficace inconnue Référence La méthode des ratios Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 ● Méthode développée en 2005 à Livermore/Berkeley ● Deux mesures « surrogate » identiques sur deux cibles différentes ● Certaines quantités s’annulent dans le rapport! ● Réduction des erreurs systématiques ● Compensation des effets de moments angulaires dans certains cas ● Compensation des effets de pré-équilibre aux hautes énergies ● Sévères limitations dans des régions dominées par des noyaux radioactifs: σ (n, γ ) de référence inexistantes et cibles plutôt rares!.

47 6 Section efficace inconnue Reference Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 Réaction « surrogate » Réaction désirée Réaction « surrogate » connue Réaction connue Référence 236 U(d,pf) 237 U* 238 U(d,d’f) 237 U* 236 U(n,f) 237 U(n,f) 238 U(d,pf) 239 U* 236 U(d,d’f) 239 U* 238 U(n,f) 235 U(n,f) C. Plettner et al. (2005) 238 U( α, α ’ f) 238 U* 237 U(n,f) 236 U( α, α ’ f) 238 U* 235 U(n,f)J.T. Burke et al. (2006) 238 U(3He, α f) 238 U* 236 U(n,f) 235 U( 3 He, α f) 234 U* 233 U(n,f)B.F. Lyles et al. (2007) 171 Yb( 3 He, 3 He’ γ ) 171 Yb* 172 Yb( 3 He, αγ ) 171 Yb* 170 Yb(n, γ ) 161 Dy( 3 He, 3 He’ γ ) 161 Dy* 162 Dy( 3 He, αγ ) 161 Dy* 160 Dy(n, γ ) B.L. Goldblum et al. (2008) 234 U( α, α ’ f) 234 U* 233 U(n,f) 236 U( α, α ’ f) 238 U* 235 U(n,f)S.R. Lescher et al. (2009) 232 Th( 3 He, 3 He’f) 232 Th* 232 Th( 3 He, α f) 231 Th* 231 Th (n,f) 230 Th(n,f) 236 U( 3 He, 3 He’ γ ) 236 U* 236 U( 3 He, αγ ) 235 U* 235 U(n,f) 234 U(n,f) B.L. Goldblum et al. (2009) 162 Dy( 3 He, 3 He’ γ ) 162 Dy* 163 Dy( 3 He, αγ ) 162 Dy* 161 Dy(n, γ ) 164 Dy( 3 He, 3 He’ γ ) 164 Dy* 161 Dy( 3 He, 3 He’ γ ) 161 Dy* 162 Dy( 3 He, αγ ) 161 Dy* 163 Dy(n, γ ) 160 Dy(n, γ ) 160 Dy(n, γ ) B.L. Goldblum et al. (2010) 171 Yb(d,p γ ) 171 Yb(n, γ ) 173 Yb(d,p γ ) 173 Yb(n, γ )R. Hatarik et al. (2010) 239 Pu( α, α ’ f) 239 Pu* 238 Pu(n,f) 236 U( α, α ’ f) 236 U* 235 U( α, α ’ f) 235 U* 235 U(n,f) 234 U(n,f) J.J. Resler et al. (2011) 238 U( 3 He,pf) 240 Np* 239 Np(n,f) 236 U( 3 He,pf) 238 Np* 237 Np(n,f)E. Norman et al. ● Critères de validité flous ● Interprétation des résultats difficile (annulation possible des effets de spins) Etat de l’art (ratios).

48 Etalonnage des télescopes: ● avec les réactions de transfert: 208 Pb( 3 He,d) 209 Bi* 208 Pb( 3 He, α ) 207 Pb* ● Etats excités bien connus ● Avantage: étalonnage dans la gamme d’énergie d’interêt Résolution en énergie des télescopes:

49 6 28/35 Interprétation de la voie 174Yb(3He, α )173Yb* Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 ● Hypothèse conforté par les calculs et l’expérience ● Excellent accord avec les fonctions de poids. ● Domaine de validité: Sn

50 6 Distribution de spin dans 174Yb(3He,a)173Yb* Soutenance de thèse Guillaume Boutoux 25/11/2011 Distribution de spin modélisée par une gaussienne indépendante de l’E* Rapport d’embranchement calculé avec TALYS FIT =4 ħ σ =3.2 ħ SnSn

51 S n =5.53MeV E* 7/2+ 241Am 242Am* 11/2+ 9/2+ II A B I Bf A =6.32MeV 243 Am( 3 He,αf) 242 Am* J≈6 11/ keV 9/2- 93 keV 7/2- 41 keV

52 S n =5.53MeV E* 7/2+ 241Am 242Am* 11/2+ 9/2+ II A B I Bf A =6.32MeV fission n’n’ 11/ keV 9/2- 93 keV 7/2- 41 keV J≈6 243 Am( 3 He,αf) 242 Am* Noyau fissionant Impair-pair!!!

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62 Le moment angulaire dépend clairement de la structure single-particule du noyau composé! Les réactions directes excitent les états single-particle du noyau composé.


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