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Le 246Fm, ou l’aiguille dans l’immense botte de foin

Dans le cadre de la thèse de Julien PIOT, des chercheurs de l’IPHC (CNRS/IN2P3 et Université de Strasbourg) et du CSNSM (CNRS/IN2P3 et Université Paris-Sud) en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Jyvaskyla, de l’Université de Liverpool, du CEA-Saclay, du GSI et d’Argonne National Laboratory (USA), ont réussi l’exploit de mettre en évidence la très faible signature expérimentale du noyau déforme 246Fm (la figure ci-jointe montre le spectre de photons gamma observé enligne). Afin de compenser la très faible section efficace de production (de l’ordre de 10 nb), il a fallu utiliser un faisceau intense d’40Ar : 70 pnA soit 4 1011 ions par seconde. Pour éviter d’endommager la cible de 208Pb, il a également fallu utiliser un dispositif de cible tournante sous vide développé à l’IPHC. Parmi toutes les particules incidentes, seule une sur 6 1013 induit la réaction de fusion désirée menant au noyau lourd 246Fm. L’immense majorité des particules du faisceau donne lieu a une myriade de photons qui noie le signal électromagnétique recherché. Pour trouver l’aiguille dans la botte de foin, les détecteurs Germanium du spectromètre gamma JUROGAM 2 (24 clovers + 10 Phase 1) ont été instrumentés avec des cartes d’acquisition numérique TNT2 [1]. Des ingénieurs et des chercheurs de l’IPHC ont fiabilisé ce système au travers d’un développement qui s’est étalé sur 2 ans. Il a ainsi été possible de suivre la cadence de plus de 40 000 photons par seconde et par détecteur générés par les réactions dans la cible de 208Pb. Les produits de réaction sont finalement sélectionnés par un filtre de noyaux de recul, le séparateur RITU [2]. C’est ainsi que le spectre de photons émis par le noyau 246Fm a pu être isolé.

Les taux de comptage utiles enregistrés dans les détecteurs Germanium et la faiblesse du signal mis en évidence a la cible de production représentent un record du monde.

Spectre de photons émis par le noyau 246Fm et détectés par le spectromètre JUROGAM 2.



Contacts :


[1L. Arnold et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 53 (2006) 723

[22. M. Leino et al., Nucl. Instr. Meth. B 99 (1995) 653