RADIOACTIVITÉ EXOTIQUE ou RADIOACTIVITÉ PAR IONS LOURDS

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Les différentes étapes de la découverte de l'émission d'agrégats

L'expérience qui a permis à Rose et Jones de découvrir ce nouveau mode de désintégration par émission de carbone 14 n'a fait appel à aucune instrumentation lourde. Ces chercheurs ont décidé de mesurer avec un compteur, dit compteur télescope, les particules de haute énergie qui pourraient accompagner la désintégration de l'actinium 227, produit de filiation de l'uranium 235 naturel. Dans ce compteur télescope, le premier détecteur, en silicium mince (8 micromètres d'épaisseur), est traversé par les particules chargées qui y perdent une partie de leur énergie, dépendant du numéro atomique de la particule. Le second compteur en silicium possède une épaisseur suffisante (0,5 mm) pour stopper complètement toutes ces particules qui y déposent leur énergie restante. Les détecteurs produisent des signaux proportionnels à l'énergie abandonnée dans chacun d'eux. Le traitement de ces signaux analysant la perte d'énergie en fonction de l'énergie totale permet d'identifier des ions lourds malgré un bruit de fond important constitué par les particules α.

Deux expériences furent menées par Rose et Jones, d'une durée de six mois chacune. Dans l'une d'elle, onze ions de 30 mégaélectronvolts d'énergie furent enregistrés dans les détecteurs. Les deux chercheurs concluèrent qu'ils étaient en présence d'une nouvelle radioactivité dans laquelle le radium 223, présent dans le mélange et généré par l'actinium 227, émettait un fragment lourd, le carbone 14, laissant un noyau résiduel de plomb 209. Ils déterminèrent que la probabilité d'émission d'un ion de carbone 14 n'était que de l'ordre d'un milliardième par rapport à l'émission de particules α. La rareté de ce phénomène explique que cette radioactivité ait été découverte si tardivement.

On décida de vérifier ce phénomène dans quelques grands laboratoires de physique nucléaire, en France (Orsay), aux États-Unis (Berkeley, Argonne) et à Moscou. À l'Institut de physique nucléaire d'Orsay, une méthode originale fut proposée : elle consistait à trier les ions lourds émis (à par [...]


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Détection du carbone 14

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Détection des radioactivités exotiques en ligne auprès du synchrotron du Cern

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Origine des raies de structure fine dans le spectre d'émission 14C du 223Ra

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Mécanismes proposés pour interpréter les émissions d'ions-lourds

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Écrit par :

  • : directeur du laboratoire de radiochimie, Université de Nice Sophia-Antipolis, Nice.

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Gérard ARDISSON, « RADIOACTIVITÉ EXOTIQUE ou RADIOACTIVITÉ PAR IONS LOURDS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 mai 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/radioactivite-exotique-radioactivite-par-ions-lourds/