Etude de noyaux légers riches en neutrons à l'aide du multidétecteur TONNERRE
Résumé
This work concern the technical development made on the multidetector TONNERRE and the study of the 34Si nucleus by a complete beta-neutron-gamma spectroscopy.
In the first part various tests performed on modules of the detector in the "Centre d'Etude de Bruyère le Châtel" are presented. A modification of the embassies of the photomultipliers tubes allows to gain more than 50% in the neutron efficiency and to obtain a threshold lower than 300 keV for the neutron energy. A complete C++ simulation of the neutron propagation in the array was carried out. It explains that the slow component of the light output of the scintillator may be responsible of the shape of the time-of-flight spectrum.
The second part of these report presents the experiment devoted to the study of the structure of the 34Si from the beta decay of the 34Al. It was performed at the GANIL facility using the TONNERRE array and germanium of EXOGAM. The 34Al was produced by projectile fragmentation of a 36S beam of 50 MeV/A in a target of 9Be. A complete beta scheme of the 34Al is proposed. Eight neutron lines following the 34Al decay were observed for the first time. Finally we suggest that a monopolar transition could occur in the 34Si nucleus signing a 0+2 state at 2133 keV.
In the first part various tests performed on modules of the detector in the "Centre d'Etude de Bruyère le Châtel" are presented. A modification of the embassies of the photomultipliers tubes allows to gain more than 50% in the neutron efficiency and to obtain a threshold lower than 300 keV for the neutron energy. A complete C++ simulation of the neutron propagation in the array was carried out. It explains that the slow component of the light output of the scintillator may be responsible of the shape of the time-of-flight spectrum.
The second part of these report presents the experiment devoted to the study of the structure of the 34Si from the beta decay of the 34Al. It was performed at the GANIL facility using the TONNERRE array and germanium of EXOGAM. The 34Al was produced by projectile fragmentation of a 36S beam of 50 MeV/A in a target of 9Be. A complete beta scheme of the 34Al is proposed. Eight neutron lines following the 34Al decay were observed for the first time. Finally we suggest that a monopolar transition could occur in the 34Si nucleus signing a 0+2 state at 2133 keV.
Ce travail de thèse porte sur les développements techniques effectués sur le multidétecteur TONNERRE et sur l'étude par spectroscopie complète bêta-neutron-gamma de la structure du 34Si.
La première partie du document présente les différents tests effectués sur les modules du détecteur aussi bien au Centre d'Etude de Bruyères le Châtel (CEA/DAM) qu'au LPC Caen. Il y est montré que le changement des embases des photomultiplicateurs a permis de gagner plus de 50% d'efficacité de détection des neutrons en permettant d'abaisser le seuil de détection en dessous de 300 keV neutron. Une simulation, en C++, de la propagation des neutrons dans l'ensemble de détection a été menée montrant que l'unique façon de reproduire les spectres en temps de vol est de considérer une composante lente dans la distribution en temps d'émission de la lumière du scintillateur plastique.
La seconde partie de ce mémoire présente l'expérience réalisée au GANIL sur l'étude de la structure du 34Si à partir de la décroissance bêta du 34Al en utilisant le multidétecteur TONNERRE ainsi que des détecteurs germaniums provenant d'EXOGAM. L'isotope 34Al était produit par fragmentation du projectile d'un faisceau de 36S sur une cible de 9Be. Un schéma de la décroissance du 34Al est proposé, huit raies neutrons suivant cette décroissance ont été observée pour la première fois. Nous présentons enfin quelques indications montrant qu'une transition monopolaire électrique aurait peut être lieu dans le 34Si signant un possible 0+2 à 2133 keV dans ce noyau.
La première partie du document présente les différents tests effectués sur les modules du détecteur aussi bien au Centre d'Etude de Bruyères le Châtel (CEA/DAM) qu'au LPC Caen. Il y est montré que le changement des embases des photomultiplicateurs a permis de gagner plus de 50% d'efficacité de détection des neutrons en permettant d'abaisser le seuil de détection en dessous de 300 keV neutron. Une simulation, en C++, de la propagation des neutrons dans l'ensemble de détection a été menée montrant que l'unique façon de reproduire les spectres en temps de vol est de considérer une composante lente dans la distribution en temps d'émission de la lumière du scintillateur plastique.
La seconde partie de ce mémoire présente l'expérience réalisée au GANIL sur l'étude de la structure du 34Si à partir de la décroissance bêta du 34Al en utilisant le multidétecteur TONNERRE ainsi que des détecteurs germaniums provenant d'EXOGAM. L'isotope 34Al était produit par fragmentation du projectile d'un faisceau de 36S sur une cible de 9Be. Un schéma de la décroissance du 34Al est proposé, huit raies neutrons suivant cette décroissance ont été observée pour la première fois. Nous présentons enfin quelques indications montrant qu'une transition monopolaire électrique aurait peut être lieu dans le 34Si signant un possible 0+2 à 2133 keV dans ce noyau.
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