Etude des propriétés nucléaires des noyaux dans la région A = 132

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE MENTOURI CONSTANTINE
FACULTE DES SCIENCES EXACTES
DEPARTEMENT DE PHYSIQUE
N° d'ordre :
Série:
MEMOIRE
PRESENTE POUR OBTENIR LE DIPLOME DE MAGISTER
EN PHYSIQUE
SPECIALITE : RAYONNEMENT ET APPLICATIONS
THEME
Etude des propriétés nucléaires des noyaux
dans la région A = 132
Par
Dalil BOUMALA
SOUTENU LE : 10 / 11 /2007
Devant le jury :
Président: B. Bentag M.C. Univ. Mentouri Constantine
Rapporteur: F. Benrachi Prof. Univ. Mentouri Constantine
Examinateurs: A. Belafrites M.C. Univ. Jijel
A. Boucenna Prof. Univ. Sétif

Remerciements
Le travail qui fait l’objet de ce mémoire a été réalisé au laboratoire de Physique
Mathématique et Subatomique du Département de Physique de l’Université Mentouri
Constantine.
Je tiens tout d'abord à exprimer mes remerciements les plus chaleureux, ma profonde
gratitude et ma reconnaissance infinie à Madame F. Benrachi, professeur à l'Université
Mentouri Constantine, pour m'avoir fait confiance tout au long de ces deux années de magistère
et d'avoir encadré mon travail de recherche. Encore un grand merci pour ces encouragements, son
aide, ses idées qui m'ont permis d'aller au fond des réflexions.
Je tiens à remercier tout particulièrement et chaleureusement Madame B. Bentag, Maître
de Conférences à l’Université Mentouri Constantine, pour m’avoir fait l’honneur de présider le
jury de thèse.
Je suis infiniment reconnaissant à remercie M. A. Belafrites, Maître de Conférences à
l’Université de Jijel, d’avoir accepter de participer au jury et d’examiner ce travail.
Monsieur A. Boucenna, Professeur à l’Université A. Farhat Sétif, m’a fait l’honneur de
s’intéresser à mon travail et apporter ses compétences pour apprécier cette étude, qu’il trouve ici,
l’expression de mes plus vifs remerciements.
Il m’est agréable de remercier Mademoiselle L. Aissaoui pour son aide très précieuse.
J’adresse mes remerciements les plus fraternels à M. Souici, C. Lakehal, F. Torche, et F.
Benrrabah, et à tous mes collègues du laboratoire de Physique Mathématique et Subatomique.

Table des matières
Introduction 1
1 Contexte physique 3
1.1 Introduction .................................. 3
1.2 Noyauxloindelavalléedestabilité....................... 4
1.2.1 Pourquoiparle-t-onde"vallée"destabilité?.............. 4
1.2.2 Intérêtdel’étudedesnoyauxinstables ................ 5
1.3 Lastructurenucléaireàbasseénergie...................... 5
1.4 Proprietésélectromagnétiquesdunoyau..................... 6
1.4.1 Introduction . ............................... 6
1.4.2 Momentsmultipolaires.......................... 7
1.5 Décroissancedesétatsnucléairesexcités .................... 8
1.5.1 Transitionsradiativesnucléaires .................... 8
1.5.2 Conversioninterne ............................ 14
1.5.3 Décroissance βet βn ........................... 15
2 Modélisation du noyau 18
2.1 Introduction .................................. 18
2.2 Approchesmicroscopiquesduchampmoyenetau-delà ............ 19
2.2.1 Introduction . ............................... 19
2.2.2 Approximationsduchampmoyen.................... 20
2.2.3 Corrélationsd’appariementdanslesnoyaux .............. 25
2.2.4 Au-delàduchampmoyen ........................ 28
2.3 Approchesmacroscopiques............................ 33
2.3.1 Lemodèledelagoutteliquide...................... 33
i

TABLE DES MATIÈRES ii
2.3.2 Modèlevibrationnel ......................... 35
2.3.3 Modèlerotationnel ............................ 36
3LarégiondemasseA=132 38
3.1 Intérêt de la région A=132 ........................... 38
3.1.1 Introduction . ............................... 38
3.1.2 Intérêtenstructurenucléaire ...................... 38
3.1.3 Intérêtenastrophysique ......................... 39
3.2 Techniquesetprocéduresexpérimentales .................... 44
3.2.1 Les faisceaux radioactifs ......................... 44
3.2.2 L’excitationcoulombienne ........................ 46
3.2.3 Méthodesparspectroscopielaser .................... 50
3.3 Systématiquesdedonnéesexpérimentalesdesnoyauxpair-pairs ....... 51
3.3.1 Introduction . ............................... 51
3.3.2 Systématiquedesmesuresdemasse................... 52
3.3.3 Systématiques des premiers états excités 2+,4+............ 54
3.3.4 Systématiques des probabilités réduites de transition B(E2) ..... 60
3.3.5 Régularitésdesétatsisomères ................... 65
4 Calculs spectroscopiques et discussion 67
4.1 Les ingrédients du calcul............................. 67
4.1.1 Démarcheàsuivre .................... 67
4.1.2 Code de calculs ............................. 68
4.2 Espace modèle et hamiltonien modifié...................... 68
4.2.1 Interactions effectives........................... 68
4.2.2 Effetdel’appariementnucléaire..................... 70
4.2.3 Modifications proposées ......................... 71
4.3 Applicationauxnoyauxpair-pairsavecquelquesnucléonsdevalence..... 72
4.3.1 Noyaux pair-pairs de l’étain Sn(Z=50) ................ 72
4.3.2 Noyaux pair-pairs de tellure Te(Z= 52) ................ 74
4.4 Probabilités de transitions électriques B(E2) .................. 76
4.4.1 Noyaux pair-pairs de l’étain Sn(Z=50) ................ 77

TABLE DES MATIÈRES iii
4.4.2 Noyaux pair-pairs de tellure Te(Z= 52) ................ 77
4.5 Discussionetcomparaison ............................ 77
4.5.1 Synthèse ................................. 77
4.5.2 Energiesd’excitation ........................... 78
4.5.3 Probabilité réduite de transition électrique B(E2) . . ......... 82
Conclusion 85
Références 86