Faisceaux exotiques par méthode ISOL (développements pour l'ionisation par laser et l'ionisation de surface)

Abstract

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du programme de R&D PARRNe (Production d'Atomes Radioactifs Riches en Neutrons). Ce programme vise d'une façons générale à déterminer les conditions optimales pour produire d'intenses faisceaux d'isotopes riches en neutrons. Cette thèse traite des multiples aspects techniques liés à la production d'isotopes radioactifs séparés en ligne (ISOL). Elle porte principalement sur le développement de l'ensemble cible-source qui est l'élément clé pour les projets comme SPIRAL-2 ou EURISOL.La première partie présente les différentes méthodes utilisant la fission comme réaction exploitée en ligne ainsi que leur comparaison: fission thermique, fission induite par des neutrons rapides et photofission. L'expérience faite au CERN a permis de valider la photofission comme mode prometteur pour la production d'ions radioactifs, c'est pour cela que l'IPN d'Orsay a décidé de construire un Accélérateur Linéaire d'électrons auprès du Tandem d'Orsay (ALTO).La deuxième partie de cette thèse a porté sur le développement de cibles d'uranium. Des techniques d'analyse comme la diffraction X et la Microscopie Electronique à Balayage ont été utilisées. Elles ont permis de déterminer les caractéristiques chimiques et structurales de cibles de carbure d'uranium portées à différentes températures de chauffage. Après la production, le processus d'ionisation est étudié. Deux types de sources ont été mises en œuvre : La première est une source à ionisation de surface et la deuxième est une source basée sur l'ionisation résonante par laser. Ces deux types de sources seront utilisées pour le projet ALTO.The works were carried out in the framework of the R&D program PARRNe (Production d'Atomes Radioactifs Riches en Neutrons). This program aims to determine optimal conditions to produce intense beams of neutron-rich isotopes. This thesis treats multiple technical aspects related to the production of separate radioactive isotopes in line (ISOL). It deals mainly with the development of the target-source unit which is the key element for projects such as SPIRAL-2 or EURISOL.The first part presents the various methods using fission as production mode and compares them: fission induced by thermal neutrons, induced by fast neutrons and photofission. The experiment carried out at CERN validated the interest of the photofission as a promising production mode of radioactive ions. That is why IPN of Orsay decided to build a linear electron accelerator at the Tandem d'Orsay (ALTO).The second part of this thesis deals with the development of uranium targets. The X-rays diffraction and Scanning Electron Microscopy have been used as analyisis techniques. They allowed to determine the chemical and structural characteristics of uranium carbide targets as function of various heating temperatures. After the production, the process of ionization has been studied. Two types of ion source have been worked out: The first one is a surface ion source and the second one is a source based on resonant ionization by laser. These two types of sources will be used for the ALTO project.STRASBOURG-Bib.Central Recherche (674822133) / SudocORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF