Réactions de transfert de multinucléons dans le système 238U + 238U étudiées avec VAMOS + AGATA + ID-Fix

Multinucleon transfer reactions in the 238U+238U system studied with the VAMOS + AGATA + ID-Fix

• Auteur / Autrice : Ablaihan Utepov
• Direction : Dieter Ackermann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 21/04/2023
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grand accélérateur national d'ions lourds (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Barbara Sulignano
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Giovanna Montagnoli, Peter Reiter, Diego Ramos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Giovanna Montagnoli, Peter Reiter

Mots clés

Mots clés contrôlés

Uranium

Éléments superlourds

Ions lourds

Réactions nucléaires

Réactions directes (physique nucléaire)

Mots clés libres

Réactions de transfert de multinucléons

Réactions d’ions lourds

Mécanisme de réaction

Noy- aux superlourds

Multinucleon transfer reactions

Heavy-ion reactions

Reaction mechanism

Superheavy nuclei

Uranium

Résumé

Les noyaux d’actinides légers riches en neutrons proches de la fermeture de couche déformée N = 152 présentent un intérêt particulier car ils peuvent fournir d’importantes informations sur la structure nucléaire associée aux effets de couche et à la déformation. Cependant, en raison des défis expérimentaux concernant la production et l’identification, les données disponibles sur ces noyaux sont plutôt limitées. La possibil- ité d’étudier les noyaux riches en neutrons dans la région qui nous intéresse en utilisant les réactions de transfert de multinucléons (MNT) a suscité un regain d’intérêt grâce à l’amélioration des performances des grands spectromètres magnétiques de larges acceptance, par exemple avec la résolution de masse de ∆A/A ≃ 1/263 obtenue à VAMOS++. Théoriquement, des sections efficaces de l’ordre de quelques dizaines de μbarn sont prédites pour les processus MNT dans les collisions de noyaux d’actinides. Cette valeur, hors de portée pour d’autres mécanismes de réaction comme la fusion-évaporation, nécessite une vérification expérimen- tale. Dans ce contexte, une expérience ayant pour objectif d’étudier les sections efficaces de production de noyaux lourds exotiques riches en neutrons dans la région de l’uranium a été menée en utilisant la réac- tion 238U + 238U aux énergies de 7.193 et 6.765 MeV/A. La mesure des produits a été effectuée à l’aide du spectromètre magnétique VAMOS++ pour l’identification de la masse atomique, du spectromètre de photons γ AGATA et du système de détection de photons X ID-Fix pour l’identification du numéro atomique au moyen de la spectroscopie des rayonnements X. Le présent manuscrit rend compte du travail effectué pour la prépa- ration du dispositif de détection ainsi que de l’analyse des données recueillies et des résultats obtenus dans le cadre de cette expérience.

Neutron-rich light actinide nuclei near the N = 152 deformed shell closure are of special interest as they can yield important nuclear structure features related to shell effects and deformation. However, due to experimental challenges concerning production and identification, the data available on these nuclei are rather limited. The potential possibility to investigate neutron-rich nuclei in the region of our interest us- ing multinucleon transfer (MNT) reactions has regained attention thanks to the improved performances of large acceptance magnetic spectrometers, e.g. the mass resolution of ∆A/A ≃ 1/263 achieved at VAMOS++. Theoretically, cross sections of the order of a few tens of μbarn are predicted for MNT processes in collisions of actinide nuclei. This value, being beyond reach for other reaction mechanisms like fusion-evaporation, awaits experimental verification. Within this context, an experiment aiming to investigate the production cross sections of exotic neutron-rich heavy nuclei in the uranium region was carried out using reactions of 238U + 238U at 7.193 and 6.765 MeV/A. The measurement of the products was performed employing the VA- MOS++ magnetic spectrometer for the atomic mass identification, the AGATA γ-ray spectrometer and the x-ray detection array ID-Fix for the identification of the atomic number through x-ray spectroscopy. The present manuscript reports on the work done for preparation of the detection setup as well as the analysis of the collected data and the obtained results of this experiment.