Contribution à la Description Macroscopique des Phénomènes Nucléaires de Fusion, Fission et Fragmentation
Résumé
The nuclear phenomena of transition between one and two-body systems (fusion, fission and fragmentation) are studied within a macroscopic model taking account both the repulsive Coulomb forces, the attractive surface tension forces, the nuclear proximity forces and the friction forces. A two-parameter shape sequence (distance between the centres of mass and asymmetry) is defined to study the fusion path and the fission path through compact and creviced shapes. The potential barriers have an external maximum corresponding to two separated spheres. For the heavy systems, the barriers have two peaks separated by a deep minimum, due to the proximity forces. In all the nuclear mass range, the fusion cross sections are well reproduced. For the heaviest systems, the friction forces hinder strongly the fusion and an additional kinetic energy is necessary to jump over the barrier. The fission path is compatible with most of the experimental results: barrier heights, fission of the actinides, scission barrier, quasi-fission and cold fission events, critical angular momentum, translational kinetic energy and absence of superheavy nuclei. The projectile fragmentation in the target field leads to the emission of two particles in peripheral collisions: a strongly slackened fragment (0.6 Vbeam) and a quasi-projectile. In the more central collisions, the slackened fragment sticks at the target and only the quasi-projectile is detected.
Les phénomènes nucléaires de transition d'un système à un corps à un système à deux corps (fusion, fission et fragmentation) sont étudiés dans le cadre d'un modèle macroscopique prenant en compte, à la fois, les forces Coulombiennes répulsives, les forces de tension superficielle attractives, les forces de proximité nucléaire et les forces de friction. Une séquence de forme à deux paramètres (distance entre les centres de masse et asymétrie) est définie pour étudier le chemin de fusion et le chemin de fission à travers des formes compactes et crevassées. Les barrières de potentiel ont alors un maximum externe correspondant à deux sphères séparées. Pour les systèmes lourds, les barrières ont deux bosses séparées par un profond minimum dû aux forces de proximité. Dans toute la gamme des masses nucléaires, les sections efficaces de fusion sont bien reproduites. Pour les systèmes de masses très élevées, les forces de friction s'opposent fortement à la fusion et une énergie cinétique supplémentaire est nécessaire pour franchir la barrière. Le chemin de fission à travers des formes compactes est compatible avec la plupart des résultats expérimentaux : hauteurs des barrières, fission des actinides, barrière de scission, événements de quasi-fission et de fission froide, moment angulaire critique, énergie cinétique de translation et absence de noyaux superlourds. La fragmentation d'un projectile dans le champ d'une cible donne lieu à l'émission de deux particules dans les collisions périphériques : un quasi-projectile et un fragment très ralenti de vitesse environ 0.6 Vproj. Dans les collisions plus centrales, le fragment ralenti colle à la cible et seul le quasi-projectile peut être détecté.