Ionisation résonante par faisceaux laser : application aux sources d'ions et à l'étude de la structure des noyaux radioactifs de tellure

Resonant ionization by laser beams : application to ions sources and to study the nuclear structure of radioactive tellurium isotopes

• Auteur / Autrice : Rosa Sifi
• Direction : François Le Blanc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique nucléaire
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moments nucléaires

Déplacement isotopique

Structure hyperfine

Spectroscopie laser

Spectroscopie d'ionisation résonante

Mots clés libres

Sources d'ions laser

Rayons de charge

Rupture de pente

Résumé

Nous avons appliqué la technique de l’ionisation résonante par faisceaux laser à la production sélective de faisceaux et à une expérience de spectroscopie laser sur les noyaux de tellure. Les faisceaux d’isotopes radioactifs produits par les séparateurs d’isotopes classiques sont très bien séparés en masse A mais ne le sont pas en charge Z à cause des mélanges d’isobares. Si on applique l’ionisation résonante par faisceaux laser aux atomes produits on obtient des faisceaux d’ions monochargés sélectifs avec une très bonne efficacité. Une étude de faisabilité a été entreprise dans le but d’installer une telle source d’ions laser auprès d’ALTO (Accélérateur Linéaire au Tandem d’Orsay). Cette technique a été également utilisée dans une expérience de spectroscopie laser auprès de COMPLIS à ISOLDE au CERN. La technique dans ce cas consiste à sonder la structure hyperfine des noyaux par un balayage en fréquence de l’étape d’excitation suivie de l’étape d’ionisation. Nous avons mesuré les rayons de charge et les moments nucléaires des noyaux à tellure (Z=52) situé dans la région de masse proche des nombres magiques N=82 et Z=50. Le balayage en fréquence de l’étape d’excitation nous a permis de mesurer les déplacements isotopiques sur une longue chaîne isotopique. A partir des déplacements isotopiques mesurés, nous avons déterminé la variation du rayon carré moyen de charge de tous les isotopes de tellure. La mesure de la structure hyperfine des isotopes impairs de tellure nous a permis de déterminer les constantes de structure hyperfine A et B. A partir de ces constantes, nous avons extrait les moments magnétiques µ et le moment quadrupolaire Q.

The resonant ionisation by laser beams was applied to selectively produce radioactive beams and to a laser spectroscopy experiment on tellurium isotopes. The radioactive beams produces by the most known separators are well separated in mass A but they are not in charge Z because of the existence of isobars. If we apply the resonant ionisation process to these atoms produced, we can make a selective separation of the ions beams with a good efficiency. A laser ion source is under study in order to install it on ALTO (Accélérateur Linéaire auprès du Tandem d’Orsay). This technique was also used in a laser spectrocospy experiment at COMPLIS at ISOLDE-CERN. It this experiment, a frequency scan is made to explore the hyperfine structure of nuclei followed by an ionization step. We measured the charge radius and the nuclear moments of tellurium isotopes (Z=52) which are located in the mass region near the two magic closed shells N+82 and Z+50. The frequency scan allowed us to measure the isotope shift from which we extracted the mean square charge radius change. We measured too the hyperfine structure of odd isotopes from the hyperfine constants A and B. We extracted the nuclear moments.