RADIOACTIVITES EXOTIQUES, Emission de clusters

  • En 1984, 2 physiciens anglais publiaient leur découverte d'un nouveau type de radioactivité dans les noyaux lourds de la région du radium. Depuis cette expérience, ce phénomène très rare (probabilité <10-10 par rapport à l'émission a) d'émission spontanée d'ions lourds tels que 14C, 24Ne ou 32Si n'a pu être détecté entre 1985 et 1996 que dans 4 laboratoires au monde (Orsay, Berkeley, Dubna, Milan).
  • En juillet 1989, un groupe de l'I.P.N. d'Orsay http://ipninfo.in2p3.fr/ipn/dre/dre.en.html"découvrait la structure fine de l'émission exotique de 14C dans la désintégration du 223Ra; simultanément, j'ai proposé une interprétation originale des valeurs des facteurs d'empêchement de la transition 14C vers l'état fondamental du 209Pb, ainsi que ceux relatifs aux transitions 14C vers les 2 premiers états excités, en m'appuyant sur la similitude des fonctions d'onde décrivant le nucléon impair dans les noyaux parent et fils. Cette interprétation a,b,c) privilégie la théorie de la préformation du cluster à l'intérieur du noyau parent 223Ra, contrairement à certaines théories qui admettent que ce nouveau mode d'émission hadronique s'apparente à la théorie de la fission très asymétrique.
  • Notre collaboration avec l'I.P.N. d'Orsay nous a permis de poursuivre ces études de radioactivités exotiques par la mesure de la désintégration du noyau pair-pair voisin 222Ra dans lequel, grâce à l'utilisation d'une source très intense de 230U préparée au Cyclotron d'Orléans, nous avons pu enregistrer 210 ions 14C au cours d'une mesure de 3 semaines, réalisée avec le solénoïde supraconducteur SOLENO, soit 4 fois plus d'évènements que dans l'expérience de la collaboration C.E.R.N-Berkeley. Ces résultats nous ont permis de préciser la valeur du taux d'embranchement 14C vers l'état fondamental du noyau magique 208Pb, b= N14C/Na= 2,3x10-10, ainsi que la limite inférieure b < 2x10-12 pour le peuplement de l'état excité. J'ai ainsi pu confirmer la validité de mon hypothèse sur la similitude du mode de désintégration a avec ce nouveau type de radioactivité. Cette théorie est actuellement reprise par différents groupes d'expérimentateurs et théoriciens* qui tentent de la généraliser pour des clusters de masse supérieure (24Ne, 28Mg).
    a) G.Ardisson, M. Hussonnois C.R. Acad Sci, (Paris) 310, ser II, 367 (1990), Sur l'interprétation de la structure fine du spectre 14C de 223Ra
  • b) M. Hussonnois, J.F. LeDu, L. Brillard, G. Ardisson, Phys. Rev 42, R495 (1990)
  • c) M. Hussonnois, J.F. LeDu, L. Brillard, G. Ardisson, J. Phys. G, 16, L77 (1990)
  • R.K. Sheline and Ragnarsson, Phys. Rev., (march 1991), 43,p. 1476
  • P.B. Price, K.J. Moody, E.K. Hulet, R. Bonetti and C. Migliorino, Phys. Rev. (april 1991),43, p 1781.
  • R. Blendowske and H. Walliser, communication personnelle, Z. Phys. (1991).

    spectromètre SOLENO (IPN Orsay)

    La décroissance exotique de 225Ac pour laquelle nous avions prévu une probabilité de décroissance de 10-12, non détectée au L R L de Berkeley (détecteurs de traces) a été découverte par le groupe de Milan. Une mesure de 225Ac avec le spectromètre Soleno doit me permettre de vérifier la validité de l'hypothèse d'une préformation du cluster. Le problème le plus difficile à résoudre est la production d'un échantillon suffisamment actif de 229Th pour obtenir 40 mCi de 225Ac. Deux solutions sont actuellement envisagées

    a) production de 225Ac à partir du faisceau de protons de 1 GeV du CERN sur une cible de thorium naturel.

    b) isolation par séparation radiochimique de 100 mg de 229Th à partir de 10 kg de 233U