Produire des faisceaux d'isotopes radioactifs rares
L'étude expérimentale des éléments exotiques, qui sont des isotopes radioactifs à très courte durée de vie, impose d'optimiser leur production mais aussi leur libération du matériau constituant la cible. L'efficacité des systèmes ISOL (séparation d'isotopes en ligne) dépend grandement de l'extraction rapide des ions radioactifs depuis la matrice cible et les sources d'ions. En effet, les radionucléides, qui sont produits par des réactions nucléaires lors de l'impact du faisceau primaire de protons ou d'ions lourds sur la cible, doivent atteindre la source d'ionisation par plasma, puis être accélérés et séparés en fonction de leur masse, avant qu'ils ne se désintègrent. La vitesse de libération dépend de leur diffusion au sein de la matrice cible, de la durée d'effusion correspondant à leur trajet aléatoire vers la surface, et des cycles d'absorption-désorption caractérisant chaque collision de surface. Le projet européen TARGISOL visait à optimiser de manière systématique les cibles pour installations ISOL, à l'aide d'un modèle Monte-Carlo. En simulant la libération des différents ions radioactifs, les chercheurs de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire ont défini la vitesse de libération comme une fonction de la géométrie de l'équipement et des matériaux utilisés. Pour optimiser la libération de certains radionucléides importants, une base de données a été créée à partir de recherches étendues dans la littérature, ainsi que de nouvelles mesures réalisées au C.E.R.N. dans le cadre d'ISOLDE. La base de données Targisol se compose d'un ensemble de tables reliées par des relations logiques, reflétant les paramètres des processus et des délais qui influent sur la réalisation de faisceaux intenses d'isotopes rares. En outre, le site http://www.targisol.csic.es propose une interface accessible par le Web à l'aide d'un navigateur standard, pour s'assurer que les partenaires du projet accèdent à distance aux paramètres de libération. Lors du projet TARGISOL, la base de données s'est enrichie d'environ 2400 entrées, qui ont servi au programme de simulation Monte-Carlo. En s'appuyant sur les résultats de la simulation, des cibles dédiées ont été conçues pour donner des faisceaux ISOL, nouveaux ou améliorés, à partir de divers éléments dont le béryllium, l'oxygène, le néon, le magnésium et l'aluminium. Ces cibles ont ensuite été testées en ligne, avec succès, non seulement sur le site d'ISOLDE, mais également sur celui de SPIRAL, au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) en France.
