Contexte et objectif de la thèse

La gure B.10 résume de manière très synthétique les éléments qu'ont apportées les diérentes mesures de transfert citées dans ce chapitre pour la compréhension de la méthode de substitution. De manière générale, les expériences passées ont montré la possibilité d'extraire une section ecace de ssion neutronique grâce à la méthode de substitution. Des mesures eectuées pour des terres rares montrent que les sections ecaces de capture par réaction de substitution ont des valeurs beaucoup plus élevées que celles des réactions induites par neutron. Ces résultats suggèrent que l'émission gamma est plus sensible à la distribution de spin du noyau composé que ne l'est la ssion. Or l'expérience de Wilson sur le232T h montre qu'il est aussi possible (a priori) de déduire une section ecace de capture à partir d'une certaine énergie des neutrons incidents dans la région des actinides. Cependant, quelques erreurs d'analyse indiscutables sèment le doute, et il est nécessaire de procéder à des mesures supplémentaires an de conclure

Figure B.10.: Chronologie des principaux résultats provenant de quelques réactions de transfert fondatrices dans la compréhension de la méthode de substitution.

B. Etat de l'art des expériences de substitution

véritablement sur la possibilité ou non d'extraire une section ecace de capture avec cette méthode.

C'est dans ce contexte que s'inscrit la mesure eectuée dans ce travail de thèse. Cette étude a pour ambition de pouvoir lever le doute existant sur la possibilité ou non d'extraire une section ecace de capture pour des actinides. Elle a aussi pour but de déterminer si la ssion et l'émission gamma ont des sensibilités diérentes vis à vis de la distribution de spin peuplée du noyau composé. Pour répondre à ces objectifs, il est nécessaire de mesurer simultanément les probabilités de ssion et d'émission gamma dans un domaine d'énergie où elles sont en compétition, an d'obtenir des informations à partir du comportement de chacune d'entre elles par rapport aux données induites par neutron servant de référence.

Cette mesure est rendue possible pour la première fois dans le cadre de ce travail de thèse, grâce à un dispositif expérimental adapté (cf chapitre C). L'étude porte sur plusieurs noyaux (dont les données neutroniques de capture et de ssion sont bien con-nus pour la plupart) dans l'espoir de dégager des conclusions plus générales que si elles ne portaient que sur l'étude d'un unique noyau. Dans le travail qui suivra, nous consid-èrerons que la région énergétique d'étude pour l'émission gamma d'un noyau débute au Sn(un peu avant pour les noyaux ssiles) et s'étend jusqu'à 1-2 MeV au dessus de celui-ci, alors que la région énergétique d'étude pour la ssion débute autour de la barrière de ssion et s'étend sur une plus large gamme en énergie qui dépend de la cinématique de la réaction étudiée.

C.1. Intérêt et objectif de la mesure

Comme indiqué au chapitre précédent, seules des mesures indépendantes de probabilités de ssion ou d'émission gamma ont été entreprises jusqu'à aujourd'hui avec la méthode de substitution.

L'expérience de ce travail de thèse s'est déroulée au cyclotron d'Oslo du 4 au 13 juin 2012. Son principal intérêt est que le dispositif expérimental a permis de mesurer simul-tanément les probabilités de ssion et d'émission gamma de plusieurs actinides pour la première fois en utilisant la méthode de substitution. En eet, le seul moyen de vérita-blement conclure sur le comportement des probabilités d'émission gamma et de ssion est de les mesurer simultanément an de les comparer dans une plage d'énergie où elles sont en compétition, ce qui constitue l'objectif général de l'étude.

L'expérience s'eectue en deux temps où un faisceau de deuton puis d'3He intéragit avec une cible d'238U. Les réactions de transfert impliquées sont listées aux côtés des réactions induites par neutron correspondantes dans le tableau C.1. En tout, un total de huit réactions entrent en jeu, mais seule une partie d'entre elles pourra être étudiée. Les raisons à cela seront données au chapitre D. Notons que pour certaines de ces huit réactions, les sections ecaces neutroniques associées sont très bien connues.

C.2. Dispositif expérimental

C.2.1. Vue d'ensemble

Le dispositif expérimental est illustré sur la gure C.1. Chaque type de détecteur qui le compose a un rôle spécique pour la détermination de la probabilité de désexcitation formulée par l'équation A.10. Dans le cadre de notre étude, une cible d'238U a été fabriquée à GSI en Allemagne par évaporation, avec une épaisseur d'environ 260 µg/cm2 et une pureté isotopique d'environ 99,5% (0,2% d'235U et d'autres contributions). La cible contient également des traces d'impuretés comme du fer et du silicium. Comme il n'est pas possible de réaliser une cible auto-supportée d'238U de cette épaisseur, un support en carbone naturel de 42 µg/cm2 est ajouté an d'être auto-supportée. Une cible supplémentaire de carbone naturel de 42 µg/cm2 est utilisée pour une mesure supplémentaire an de soustraire la contamination liée au support carbone de la cible d'238U. Ce point sera détaillée lors de l'analyse des données au chapitre D. La cible d'238U a été fabriquée une semaine avant l'expérience et transportée jusqu'au lieu de l'expérience sous vide an de limiter au maximum son oxydation, même si des corrections seront appliquées pour s'aranchir de cette contamination.