Étude des effets électroniques dans la désintégration par capture électronique : perspectives et analyse computationnelle pour applications en métrologie nucléaire
Langue Français
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Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse confidentielle jusqu'au 01/12/2025.
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Auteur : Andoche, Adrien
Date de soutenance : 11-12-2024

Directeur(s) de thèse : Hervieux, Paul-Antoine

Président : Dinh, Phong Mai
Rapporteur(s) : Dinh, Phong Mai - Diaz-Tendero, Sergio
Membre(s) du jury : Mougeot, Xavier - Arbor, Nicolas

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Modèle atomique, Probabilité de capture, DFT, Shaking processes, Effet à plusieurs corps, Electron capture (EC) decay rates, L/K ratio, Cluster moléculaire, Behrens and Bühring model, Gaussian software, Environmental effects
Mots-clés :
  • Électrons -- Capture
  • Désintégration radiative
  • Rayonnements ionisants -- Mesure
Résumé : Cette recherche vise à améliorer la précision des calculs des taux de désintégration EC, essentiels dans divers domaines, notamment la physique nucléaire et la métrologie. Le premier chapitre examinant l'influence de ce manuscrit décrit les enjeux Ces corrections sont cruciales pour des calculs précis des probabilités de capture. C’est le cas du 7Be, qui présente une divergence signifactives des ratios de capture L/K avec les données expérimentales et entre modèle atomique. Nous avons découvert que les effets électroniques influencent significativement le taux de capture, nécessitant des considérations précises des états électroniques, en particulier pour les isotopes de Z<10. Dans le deuxième chapitre, une approche novatrice pour décrire le processus de capture dans un environnement chimique est explorée. Traditionnellement, les ratios L/K sont mesurés en observant les rayons X ou les électrons Auger émis lors de la désexcitation de l'atome fils. Des expériences récentes dans des matériaux solides, tels que STJs et les MMC, fournissent de nouvelles perspectives et motivent une investigation plus approfondie. En effets, deux mesures différentes du ratio L/K ont été effectuées dans différents matériaux pour la désintégration du 7Be. Ces divergences soulignent la nécessité d'une compréhension complète des effets environnementaux sur les processus de capture. C’est pourquoi nous proposons une méthodologie pour calculer les taux de capture dans un environnement chimique à travers l'analyse de divers types d'implantation de clusters . Pour ce faire nous étendons le modèle de Behrens et Bühring, pour y inclure la désintégration d’isotope dans un environnement chimique. Le code numérique pour le calcul des états électronique a dût être changé et mis à jour pour décrire avec précision des états électronique multi-centré. A ces fins, le logiciel Gaussian et des scripts post-calcul ont été utilisés pour dériver une expression maniable des états électroniques. En résumé, cette thèse présente une enquête sur l'impact de la modélisation électronique sur les probabilités de capture à des fins métrologiques. En comparant les calculs DFT avec les données expérimentales, en abordant les corrections électroniques et en développant de nouvelles méthodologies pour les contextes environnementaux, nous visons à améliorer la précision des calculs des taux de désintégration par capture électronique. Les perspectives obtenues soulignent l'importance de considérer les facteurs électroniques et environnementaux détaillés dans les modèles théoriques. Les implications plus larges de cette recherche s'étendent aux applications en physique nucléaire et en métrologie. L'amélioration des calculs des taux de désintégration par capture électronique peut améliorer la précision des données de désintégration, cruciales pour les réacteurs nucléaires, la radiothérapie et la surveillance environnementale. En métrologie, des probabilités de capture précises contribuent au développement de normes de mesure plus précises. Dans une moindre mesure en science des matériaux, comprendre les processus de capture dans les matériaux solides peut informer la conception de matériaux avancés aux propriétés électroniques adaptées. Les recherches futures pourront s'appuyer sur ces résultats en explorant d'autres radionucléides et conditions environnementales, en affinant les modèles théoriques et en intégrant les données des nouvelles technologies. Les efforts de collaboration entre théoriciens et expérimentateurs seront essentiels pour continuer à avancer notre compréhension des processus de capture électronique et de leurs applications pratiques.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2024STRAE033
Type de ressource : Thèse