Faisceau de calibration LISE : 78 Kr

de la cible de plomb de dimension approximative de 45 × 45 mm2_{. La derni`ere}

figure repr´esente l’angle d’incidence calcul´e avec (spectre plein) ou sans condition sur les galottes. L’angle le plus probable avec condition est de l’ordre de 1.2 degr´es, ordre de grandeur de la r´esolution attendue. Sans condition, l’angle le plus proba- ble augmente fortement (' 3 − 4 degr´es) en raison des noyaux d´ecentr´es comme le montre le spectre non gris´e. L’angle maximal de d´etection dans le silicium annulaire, correspondant `a la somme de l’angle d’incidence et de l’angle de diffusion maximal d´etectable, s’en trouve augment´e. L’ajout de cet angle d’incidence avec l’angle maxi- mum de d´etection des silicium permet tout de mˆeme d’avoir des param`etres d’impact suffisament grands pour minimiser la contribution de l’interaction nucl´eaire. Il faut noter que dans une grande majorit´e des ´ev´enements, au moins une des quatres po- sitions (x1, y1, x2 ou y2) est mal cod´ee (z´ero, overflow ou pas de co¨ıncidence), ce

qui rend impossible le calcul de l’angle d’incidence ´ev´enement par ´ev´enement. Pour cette raison, aucune condition sur la position des particules incidentes n’est impos´ee lors du traitement de l’excitation Coulombienne. Nous avons v´erifi´e que le profil du faisceau sur les galottes 1 et 2 est comparable quelque soit la particule identifi´ee sur les silicium segment´es plac´es apr`es la cible de plomb. Cette ´etude montre que l’optique du faisceau transmis est tr`es mauvaise mais que le centre de chaque tache associ´ee `a un noyau suit bien le fonctionnement du spectrom`etre, en particulier du filtre de Wien. Nous avons suppos´e dans l’analyse que les particules incidentes se pr´esentent avec le mˆeme profil spatial sur la cible de plomb permettant ainsi de les comparer entre eux. Connaissant le centre de la tache de faisceau pour chaque noyau, nous avons essay´e d’appliquer un traitement pour la correction Doppler comparable `a l’exp´erience `a basse ´energie, en tenant compte d’un angle relatif entre la partic- ule diffus´ee et l’angle d’´emission du rayonnement γ. Nous avons utilis´e la position moyenne sur cible comme centre de la distribution des particules diffus´ees et d´ecal´e le silicium segment´e afin d’affiner la correction Doppler. Aucun gain en statistique ou en r´esolution n’a ´et´e obtenu ce qui prouve que la limitation vient de l’angle solide des d´etecteurs germanium.

10.3

Faisceau de calibration LISE :

Kr

L’ensemble du dispositif d’excitation Coulombienne a ´et´e test´e grˆace au faisceau pri- maire de 78_{Kr s´electionn´e dans le spectrom`etre apr`es passage dans une cible LISE}

de Be de 500 µm et un d´egradeur de Be `a 200 µm. Comme le montre la matrice d’identification ∆E-T.O.F de la figure 10.3, le faisceau est pur. Cependant cette ma- trice montre ´egalement les probl`emes rencontr´es pour l’identification dans les deux

Temps de vol 100 200 300 400 500 600 Energie 0 200 400 600 800 1000

Figure 10.3 Matrice d’identification du faisceau de 78_{Kr en temps de vol - perte}

d’´energie dans le premier silicium annulaire. La tache principale correspond au noyau de78_{Kr, les ´etats de charge autres que 36}+_{sont visibles avec le mˆeme d´epˆot d’´energie}

et des temps de vol diff´erents. La traˆıne `a basse ´energie correspond `a de la canali- sation dans le d´etecteur silicium ∆E.

d´etecteurs silicium. En effet, on ne peut pas omettre la large traˆıne `a basse ´energie sous la tache principale du 78_{Kr. Cette traˆıne, toujours pr´esente et pour tous les}

noyaux, a ´et´e clairement identifi´ee comme de la canalisation dans le d´etecteur ∆E. Si on conditionne le spectre du deuxi`eme silicium sur la traˆıne dans la matrice ∆E - temps de vol, on observe un centro¨ıde plus ´elev´e dans le d´etecteur E. La traˆıne cor- respond donc `a un d´epˆot d’´energie inf´erieur `a la normale qui se retrouve en exc´edent dans le deuxi`eme d´etecteur. Cet effet de canalisation est li´e au passage `a travers les axes du cristal de silicium des ions lourds int´eragissant ainsi avec moins d’atomes.

Le probl`eme principal de cette traˆıne en ´energie est que sa dispersion est tr`es importante. Dans le cas du 78_{Kr, le faisceau est pur donc l’identifiaction n’est pas}

ambigue. Mais dans le cas des faisceaux radioactifs, le risque d’avoir un recouvrement en ´energie va conduire `a une mauvaise identification des fragments. Des conditions tr`es strictes en ∆E, E et temps de vol devront ˆetre appliqu´ees pour ´eviter toute

contamination qui influencerait le B(E2). La tache principale du 78_{Kr dans la ma-}

trice ∆E - temps de vol projet´ee sur l’axe du temps de vol pr´esente un caract`ere non gaussien. Le temps de vol de chaque noyau contient une traˆıne qui est due au

10.3. Faisceau de calibration LISE : 78Kr 185 96.2 78.6 66.8 0 0 0 0 111.6 73.0 0 0 103.0 4.76 1.5 0 0 Temps de vol MCP1 MCP2

Correction par cristal Axe du faisceau

Detecteur E ∆

Detecteur E

Correction par les segments electriques

Figure 10.4 Angles germanium utilis´es pour la correction Doppler, soit avec la position des cristaux, soit en utilisant la segmentation ´electrique des clover. Les d´etecteurs de particules sont ´egalement indiqu´es.

d´eclenchement de la galotte par les rayons X de la feuille ´emissive lors du passage de l’ion. Les ´electrons ayant un temps de vol plus long vers la grille `a micro canaux, la distribution n’est pas gaussienne. La traˆıne en diagonale sur la matrice n’a pas pu ˆetre identifi´ee et est exclue de l’analyse (r´eaction secondaire dans le d´etecteur ?). Grˆace `a une collectivit´e ´elev´ee, le premier ´etat 2+ _du78_{Kr est facilement peupl´e.}

Utilisant le code LISE pour d´eterminer la vitesse du noyau apr`es passage dans la cible de plomb, l’angle effectif de chacune des 4 couronnes de segment ´electrique des clovers a ´et´e d´etermin´e (Fig. 10.4). Le β choisi est celui en sortie de cible car le temps de travers´ee de l’ion est inf´erieur au temps de vie du niveau excit´e. Apr`es correction Doppler, le spectre de la figure 10.5 est obtenu en co¨ıncidence avec le

78_{Kr. La d´ecroissance de l’´etat 2}+ _{est clairement visible avec une r´esolution de 30}

keV. Une indication pour un processus en deux ´etapes est ´egalement indiqu´ee par la pr´esence de la transition 4+_{1 → 2}+₁. L’´etat 2+₂ est ´egalement peupl´e de mani`ere directe. Ces deux faibles transitions sont mieux visibles sur le spectre encadr´e en ´echelle logarithmique.

Energie (keV) 500 1000 1500 2000 2500 3000 Statistique 0 500 1000 1500 2000 2500 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2 10 + -> 2 + 4 + -> 0 2 + 2 gamma_seg Pb 208 X- Pile-up rayon-X + -> 0 + 2 gamma_seg

Figure 10.5 Spectre γ corrig´e de l’effet Doppler en co¨ıncidence avec le78_{Kr. L’encart}

est un zoom sur la gamme 500-2000 keV en ´echelle logarithmique pour visualiser les transitions de faible statistique.

pour optimiser ensuite les spectres de faible statistique. Le spectre donnant la diff´erence de temps entre la d´etection d’un rayonnement γ et le passage de la par- ticule dans la galotte fait apparaˆıtre une structure avec un pic fin, dit pic prompt, et un pic plus large, dit pic retard´e. Comme le montre la matrice de la figure 10.6, repr´esentant la corr´elation entre l’´energie et le temps d’interaction avec le germa- nium, le pic retard´e Tγ ≤ 2500 correspond `a des photons de basses ´energies (princi-

palement des rayons X du plomb). Le pic prompt, symbolis´e par des pointill´es sur la figure, comprend d’´eventuelles r´eactions secondaires dans la cible qui ´emettent des γ de haute ´energie, les ´ev´enements d’excitation Coulombienne et principalement du bruit de fond (Bremsstrahlung et diffusion Compton). La d´ecroissance de l’´etat 2+

appartient au pic prompt mais y est tr`es minoritaire. La fenˆetre en temps utilis´ee pour s´electionner les ´ev´enements d’excitation Coulombienne est choisie grˆace `a cette matrice o`u la transition 2+<sub>1 → 0</sub>+<sub>1</sub> `a 455 keV est bien visible.

Les bons ´ev´enements sont ´egalement s´electionn´es par des conditions sur la multi- plicit´e γ. Celle-ci doit ˆetre strictement ´egale `a 1 car, `a priori, un seul ´etat est peupl´e. Les multiplicit´es cristal 1 et 2 par clover sont comptabilis´ees pour le traitement

10.4. Faisceau de calibration LISE : 72Ge 187