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Des faisceaux radioactifs neutroniques

Le neutron est l'outil idéal pour explorer la structure des matériaux. Malgré leurs propriétés uniques, les faisceaux radioactifs neutroniques intenses restent encore inexplorés. Ce projet a permis d'utiliser les neutrons énergétiques pour induire la fission de l'uranium. Cette technique pionnière offre de nouvelles possibilités pour étudier de façon expérimentale les nucléides riches en neutrons et la synthèse des éléments les plus lourds.

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Les particules subatomiques électriquement neutres présentent de nombreuses propriétés intéressantes. Comme les électrons légers et les rayons X, elles peuvent servir à mettre en image les structures atomiques. A l'inverse de ceux-ci, elles ont un pouvoir hautement pénétrant et peuvent fournir des informations sur de nombreux éléments, y compris l'hydrogène. De plus, leurs propriétés magnétiques leur permettent de sonder les matériaux magnétiques et leur énergie de révéler en détail les mouvements atomiques. Pour toutes ces raisons, les neutrons constituent l'une des méthodes les plus efficaces pour appréhender une grande diversité de problèmes de la physique fondamentale et des solides, de la chimie ainsi que de la science des matériaux, la biologie, la médecine et la science de l'environnement. Jusqu'à présent, le développement de faisceaux radioactifs neutroniques intenses semblaient quasiment impossible à réaliser du fait des besoins énergétiques associés. Ce projet de recherche a permis de développer une technique de fission de l'uranium exploitant les neutrons énergétiques rapides et a fourni des faisceaux de nucléides riches en neutrons d'une puissance de quelques MeV. Grâce à cette énergie, les faisceaux radioactifs peuvent pénétrer plus profondément dans les atomes sans être rejetés par les nucléides cible. Par conséquent, cette technique permet d'étudier de façon expérimentale les nucléides riches en neutrons et la synthèse des éléments les plus lourds. A l'aide de cette technique, les deutérons sont acheminés vers un convertisseur suffisamment dense pour empêcher la fuite de particules chargées. La désagrégation des deutérons libère des neutrons énergétiques, qui sont réexpédiés vers une cible de production dense en uranium fissible. Les produits de fission générés sont collectés dans la cible, diffusés vers la surface à partir de laquelle ils s'évaporent, puis ils sont ionisés, sélectionnés en masse et finalement accélérés après coup. Cette méthode comporte plusieurs avantages. La faible température du convertisseur fortement activé garantit un flux inchangé de neutrons. En outre, lorsque les neutrons frappent la cible, leur perte d'énergie se limite exclusivement aux interactions nucléaires utiles et ils présentent une puissance de pénétration élevée permettant de disposer de puissances extraordinaires. De plus, le projet a produit de nombreux résultats fournissant de nouvelles données pour optimiser les modèles nucléaires. Ces données sont très avantageuses pour calculer la nucléosynthèse, dont le rôle est important pour comprendre les divers isotopes, en particulier en astrophysique. Pour obtenir un rapport complet de ce projet de recherche et de développement, cliquez sur le lien http://www.ganil.fr/research/sp/reports/.

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