Description des activités de recherche
Personnes impliquées : Laurent AUDOUIN, Laurent TASSANT GOT
Contact : Laurent AUDOUIN
Les fragments produits lors de la fission nucléaire constituent une remarquable fenêtre sur ce phénomène et sur la structure nucléaire en général ; mais ils sont aussi d’un intérêt direct pour le cycle électro-nucléaire. En effet, de nombreux observables comme les rendements isotopiques, l’énergie de recul ou les rendements en neutrons intéressent directement l’application à l’énergie nucléaire puisqu’ils impactent des grandeurs clés comme l’énergie prompte, la chaleur résiduelle et la réactivité du cœur d’un réacteur. Bon nombre de mesures de fission entrent donc dans le champ des “données nucléaires” : elles sont conduites davantage pour la précision que pour l’exploration de nouvelles questions, afin d’améliorer la fiabilité des modélisations des réacteurs et du combustible.
Hors de la région des noyaux à vie longue, les données sont rares et la mesure de systèmes exotiques est un test puissant pour valider les modèles de fission et faire progresser notre compréhension de ce phénomène particulièrement complexe.
Les mesures réalisées à GSI, dans le cadre des expériences SOFIA et de la collaboration R3B, permettent d’étudier les rendements de fission avec une précision inédite. Basées sur la cinématique inverse (le système d’intérêt constitue le faisceau, sa fission est déclenchée en vol), elles offrent un accès direct et complet aux rendements isotopiques (identification en A et en Z), et cela pour une large gamme de noyaux radioactifs grâce à la production de faisceaux secondaires par le séparateur de fragments FRS. IJC Lab est un acteur clé de cette collaboration grâce à la mise à disposition de 4 chambres à fils, utilisées pour le tracking du faisceau secondaire et des fragments.
Après une expérience de démonstration et une mesure dédiée au 236U (analogue de 235U+n, la réaction clé du cycle électro-nucléaire), une 3e expérience a lieu en 2021, dédiée à l’étude de la transition symétrie-asymétrie dans la région des Hg-Pb très déficients en neutrons. Ces noyaux récemment été l’objet de forts développements théoriques et d’importants efforts expérimentaux (notamment à ISOLDE) mais les résultats de SOFIA, en quantité comme en qualité, apporteront une lumière inédite sur la physique de la fission dans cette région. Au cours de cette même campagne, la voie (p,2p) pour initier la fission est également étudiée.
Entre 2000 et 2020, l’équipe a joué un rôle moteur dans les mesures de probabilité de fission auprès de l’installation n-TOF au CERN (link : https://ntof-exp.web.cern.ch/), notamment en développant un système de détecteurs à plaques parallèles permettant d’atteindre des précisions de mesure inégalées. Ce programme est désormais clos par décision stratégique de l’IN2P3.
Publications récentes
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Evidence for a New Compact Symmetric Fission Mode in Light Thorium Isotopes, A Chatillon, J Taïeb, H Alvarez-Pol, L Audouin, Y Ayyad, G Bélier,… Physical Review Letters 124 (20), 202502
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Experimental study of nuclear fission along the thorium isotopic chain: From asymmetric to symmetric fission, A Chatillon, J Taïeb, H Alvarez-Pol, L Audouin, Y Ayyad, G Bélier, … Physical Review C 99 (5), 054628
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Fission in inverse kinematics, L Audouin, L Grente, A Chatillon, J Taieb, Nuovo Cim. 41, 176
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Studies on Fission with Aladin; J Taieb, L Grente, A Chatillon, JF Martin, G Belier, G Boutoux, A Ebran, … Fission and Properties of Neutron-Rich Nuclei: Proceedings of the Sixth …
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Accurate measurements of fission-fragment yields in 234,235,236,238 U (γ, f) with the SOFIA set-up, A Chatillon, J Taïeb, JF Martin, E Pellereau, G Boutoux, T Gorbinet, …
EPJ Web of Conferences 111, 08001 - Fission program at n_TOF, L Tassan-Got, N Colonna, M Diakaki, Z Eleme, A Manna, A Sekhar, … EPJ Web of Conferences 211, 03006