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Accueil du site > FRANCAIS > Thématiques de recherche > Excitations Nucléaires par Laser > Nos activités > Excitations nucléaires dans des plasmas > L’effet NEET dans le 84Rb


L’effet NEET dans le 84Rb

Le 84Rb est un noyaux instable, qu’il est possible de produire auprès d’un accélérateur via, par exemple, la réaction 76Ge(12C,p+3n)84Rb. Il présente un état isomérique à 463.6 keV, également produit lors de telles réactions.

De premiers calculs montrent que l’excitation de l’état 5- (à 466.6 keV) à partir de l’état 6- (à 463.6 keV) du 84mRb est dominant par effet NEET dans un plasma dont les températures sont comprises entre 300 et 500 eV, et pour des états de charge (degré d’ionisation) allant de 30+ à 33+.

L’intérêt du 84mRb est que son excitation par effet NEET au sein d’un plasma pourra être mise en évidence par la détection des deux γ à 218 et 248 keV émis en coïncidence. Les énergies de ces γ sont supérieures à celles du bain de photons associé au plasma, ce qui devrait faciliter leur détection.

Pour préparer une telle expérience, des calculs précis de taux d’excitation attendus sont indispensables. Ces calculs ont été développés et menés au sein du groupe. Plusieurs campagnes expérimentales y ont été associées : une première pour mesurer avec précision la transition nucléaire, dont la valeur est déterminante pour les taux, et une seconde auprès du laser PHELIX du GSI à Darmstadt. Celle-ci a permis de valider les prédictions des calculs pour les spectres atomiques émis par différents plasmas et de tester les conditions thermodynamiques atteintes auprès de cette installation, en vue d’une future manip.

Mesure de la transition nucléaire

La mesure de l’énergie de la transition 6-→3- a été réalisée auprès de l’accélérateur ELSA du CEA/DAM de Bruyères le Châtel en octobre 2011. La durée de vie de l’état isomérique 6- étant de 20.6 min, il est possible de produire le 84Rb dans cet état puis de transporter l’échantillon devant le détecteur.

En revanche, la durée de vie de l’état 5- est de 9ns. Une installation spécifique où la production du 84Rb et la mesure de son spectre de désexcitation ont lieu en même temps est donc nécessaire. Cette mesure a donc été effectuée à l’aide du multidétecteur γ ORGAM auprès de l’accélérateur TANDEM/ALTO de l’IPN d’Orsay en octobre 2012. La méthode de mesure et d’analyse a été validée à l’aide de sources radioactives dont les énergies des γ émis sont connues avec une grande précision.

Propriétés du plasma créé avec le laser PHELIX

Deux campagnes expérimentales (en septembre 2012 et en mai 2013) ont été menées auprès du laser PHELIX. Les spectres X de plasmas de Rb ont été mesurés à l’aide de cristaux de Bragg et comparés à des spectres théoriques, afin de déduire les états de charge atteints dans le plasma pour différents paramètres de l’impulsion laser (durée, énergie,…).

Les spectres théoriques sont calculés à partir d’un code de physique atomique détaillé MCDF (Multi-Configuration Dirac Fock). Ces spectres théoriques générés avec une méthode de sélection dédiée ont permis d’identifier les états de charge Q=26+, 27+, 28+ et 29+ produits lors de l’expérience. Cette identification a fait l’objet d’un article publié en 2014.

(dernière mise à jour : août 2016)