Study of mixing ratios of isotopes ⁵⁶Fe and ⁵⁷Fe by nuclear orientation technics with PolarEx
Etude des taux de mélange des isotopes ⁵⁶Fe et ⁵⁷Fe par orientation nucléaire avec PolarEx
Résumé
This study focuses on the Low Temperature Nuclear Orientation method (LTNO). This method relies on the interactions of nuclear magnetic moments with electromagnetic fields. These interactions may induce a spontaneous orientation of nuclear spins if the temperatures are very low -much lower than 1K- and if the magnetic fields are intense enough -several tens of Tesla. As a result of this orientation, the emission of the nucleus is anisotropic and in general this anisotropy is the observable of LTNO experiments. As one can guess, LTNO physics is a challenging field from the experimental point of view, but that is why it is also so attractive.The goal of this study is to extract from LTNO measurements the mixing ratios of ⁵⁶Fe and ⁵⁷Fe transitions, which are the relative mixing of electromagnetic multipolarities. The study of these mixing ratios is a key to constrain nuclear models. In addition, a study of summing processes in nuclear orientation experiment has been made through simulation.The apparatus used in this work is PolarEx (Polarization of EXotic nuclei) which is an experimental installation for on-line nuclear orientation experiment which is being installed at ALTO. It was tested off-line in 2014, first to test the cryogenic apparatus, and then to make a commissioning experiment. This experiment was performed with a source of ⁵⁶, ⁵⁷,⁵⁸Co and ⁵⁴Mn, and shows good results which confirmed that PolarEx is ready to be installed on-line.
Ce travail porte sur la technique d'orientation nucléaire à basses températures (LTNO). Cela repose sur les interactions du moment magnétique nucléaire avec des champs magnétiques. Ces interactions peuvent induire une orientation spontanée des spins nucléaires si les températures sont assez basses, bien plus basses que 1K, et si les champs magnétiques sont assez intenses (quelques dizaines de Tesla). Comme conséquence de cette orientation, l'émission radioactive du noyau est anisotrope et c'est en général la forme de cette anisotropie que l'on observe dans des expériences d'orientation nucléaire. La physique de l'orientation nucléaire à basses températures est un challenge expérimental, ce qui la rend aussi très attractive.Le but de ce travail est d'extraire d'une expérience de LTNO les rapports de mélange des ⁵⁶Fe et ⁵⁷Fe, qui sont les mélanges de multipolarités électromagnétiques. L'étude de ces rapports de mélange est une vrai clef pour contraindre des modèles nucléaires. De plus, une étude des processus de summing dans des expériences d'orientation nucléaire à été réalisée grâce à des simulations.L'installation PolarEx (Polarization of Exotic nuclei) sur laquelle porte ce travail est une installation expérimentale pour l'orientation nucléaire située à ALTO. Elle a été testée hors-ligne en 2014, pour tester le cryostat et aussi pour faire une expérience de mise en marche. Pour cette expérience, une source de ⁵⁶,⁵⁷,⁵⁸Co et ⁵⁴Mn fut utilisée et elle a montré de très bons résultats confirmant que PolarEx est prêt à être installé en ligne.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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