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Première spectroscopie gamma prompte d’un noyau superlourd : le 256Rf (Z=104)

Jérome Rubert, IPHC Strasbourg

Mardi 16 Avril 2013 à 14h, salle de reunion Bat.108 1er étage

La course internationale à la synthèse des noyaux les plus lourds a permis de compléter la classification périodique des éléments de Mendeleïev jusqu’à l’élément Z=118. Les différentes modélisations de la structure nucléaire prédisent un ultime « Îlot de Stabilité superlourd » située dans cette région de la charte des nucléides. Cependant, les noyaux superlourds sont très difficiles d’accès et produits en très faible quantité. Plus bas en masse, les noyaux transfermia (Z>100) peuvent être synthétisés en quantité plus importante et ainsi étudiés en spectroscopie fine. Dans le cadre de la quête de l’Îlot de Stabilité, ils donnent accès à des informations fortes sur la structure nucléaire. On peut notamment étudier leurs propriétés de rotation et leurs états excités de longue durée de vie (dits isomères de haut-K).
Depuis la première spectroscopie gamma prompte du 254No (Z=102) en 1998, de nombreuses études de ce type ont été réalisées dans la région des noyaux transfermia jusqu’à Z=103. Grâce à plusieurs développements techniques et à la réussite de la synthèse d’un composé isotopique MIVOC de 50Ti à l’IPHC (Strasbourg), un nouveau pas vers l’Îlot de Stabilité a été effectué au JYFL (Jyväskylä, Finlande) en septembre 2011 avec la spectroscopie gamma prompte du 256Rf (Z=104). Il s’agit du noyau le plus lourd jamais étudié avec cette méthode.
Ce noyau superlourd a été synthétisé par la réaction de fusion-évaporation 208Pb(50Ti,2n)256Rf avec une section efficace de 16 nb. Le séparateur à gaz RITU couplé au système de détection de plan focal GREAT au JYFL a été utilisé pour identifier les noyaux de 256Rf. Plus de 2200 noyaux ont été sélectionnés grâce à leur décroissance par fission spontanée dans le détecteur au silicium DSSD où ils ont été implantés. La spectroscopie gamma prompte a été réalisée grâce au multidétecteur JUROGAM II. Elle a permis de mettre en évidence une bande de rotation composée de huit transitions régulièrement espacées. Après la présentation des sélections effectuées, la caractérisation de ces transitions ainsi que les propriétés de rotation déduites seront discutées dans le contexte d’autres noyaux transfermia déjà étudiés.

De plus, une étude en spectroscopie retardée a également été réalisée sur le noyau de 256Rf afin d’étudier les états isomériques de haut-K. Grâce à l’utilisation d’un double gain pour le niveau du détecteur d’implantation, trois de ces états ont été mis en évidence par l’étude des signaux d’électrons. Leurs caractéristiques et les rayonnements gamma associés seront discutés. Ces résultats seront ensuite comparés avec ceux de deux expériences antérieures dont les résultats sont contradictoires.