Centre Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan

Le but du projet SuperNemo est de rechercher la désintégration double beta sans émission de neutrino, sur le même principe traco-calo que Nemo3 et d’obtenir une sensibilité sur la masse effective du neutrino de 50 meV en utilisant 100 kg d’isotopes enrichis (7 kg pour Nemo3)

La tache est difficile mais pas impossible.

Pour la réussite d’un tel projet deux paramètres doivent être améliorés par rapport à Nemo3 :

 Le bruit de fond interne du détecteur

Compte tenu des très faibles taux attendus dans une expérience de désintégration double beta, il convient de se prémunir de toute source parasite (ou Bruit de Fond, BF), tels les contaminants radioactifs dont les désintégrations pourraient imiter le signal attendu.

Ces contaminations peuvent se retrouver dans les feuilles source, c’est pourquoi celles-ci sont purifiées avant d’être installées dans le détecteur.

Mais on peut également trouver des contaminants radioactifs dans n’importe quelle partie du détecteur : PMT, blindage, vis ...

Chaque morceau du détecteur se doit donc d’être mesuré et sélectionné s’il possède un niveau de radioactivité extrêmement bas. Les niveaux requis sont en fait tellement bas que pour pouvoir les mesurer il a fallu développer de nouveaux détecteurs dédies à cette mesure. Pour en savoir plus sur les

très faibles radioactivités, consultez la page web des faibles radioactivités

Les valeurs requises pour le bruit de fond sont inférieures à un événement par et par 100 kg (moins de Bq / kg en , moins de Bq / kg en ).

 La résolution en énergie du calorimètre

Un détecteur n’est jamais parfait. Dans notre cas la résolution en énergie, c’est à dire la précision avec laquelle on mesure l’énergie des électrons, est capitale. En effet, comme on peut le voir sur la Fig. 2 de la section Nemo3 le signal attendu pour la désintégration

et les évènements de désintégration se chevauchent, en raison d’une résolution non nulle. Dans ces conditions il est impossible de distinguer les évènements des évènements qui ont une énergie proche de l’énergie maximale . On doit donc limiter ses évènements parasites (appelés Bruit de Fond ou BF) du mieux que l’on peut et pour cela il faut améliorer la résolution en énergie de 14% à 7% (FWHM à 1 MeV).

Ces deux points primordiaux sont étudies au sein du groupe du CENBG (voir nos activités)

Le détecteur SuperNemo sera compose de 20 modules environ. Chaque module sera base sur le même principe que Nemo3, à savoir une chambre à fils pour mesurer la trace des particules et un calorimètre pour mesurer leur énergie, voir Fig. 1. Ces modules seront installés à priori en partie à Canfranc et en partie à Modane.

Fig. 1 Schema d’un module SuperNemo