L'étude de cibles à diffusion et effusion rapide pour des sources intenses d'ions radioactifs

Design studies of high-power fast diffusion-release targets and fast vapor-transport systems for radioactive ion beam

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Bilheux
• Direction : Joël Arianer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique appliquée
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isotopes radioactifs

Processus de diffusion

Faisceaux d'ions radioactifs

Résumé

Il est difficile d'obtenir par la technique de séparation d'isotopes en ligne(ISOL), des faisceaux de particules radioactives à courte période qui aient des intensités d'intérêt pour la physique. Deux facteurs limitatifs par le temps qu'ils consomment : la diffusion des particules radioactives dans le matériau de cible et l'effusion (transport) de la cible à la source d'ions de laquelle elles vont être extraites et accélérées. Les temps caractéristiques de ces deux processus doivent être minimisés. Etant donné que la vitesse du processus de diffusion augmente d'autant plus que la cible est compacte et que sa température est élevée, il faut concevoir des cibles réfractaires ayant de très faibles dimensions (de l'ordre du micron), une très faible densité, une forte perméation et d'excelentes propriétés mécaniques à haute température. Par ailleurs, le système de transport entre la cible et la chambre d'ionisation doit être conçu pour réduire drastiquement le temps de transit des particules radioactives. Pour cela, les matériaux de construction des éléments de ce système doivent être sélectionnés pour limiter les temps de collage des particules radioactives sur les parois. Les différents chapitres de cette thèse développent les théories de base de ces processus, appuyées par de nombreuses simulations, les solutions technologiques retenues et les résultats expérimentaux. De ces études résultent un accroissement notable de la palette des ions radioactifs utilisables par la méthode ISOL.