La chasse au curium-247 et ses implications pour l'environnement du processus R de la nucléosynthèse stellaire - François Tissot

François tissot - Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Mercredi 28 septembre 2016 à 14 h 30

IMPMC, Salle des élèves, 2ème étage, 61 rue Buffon, Paris 5e

Résumé

Les éléments au-delà du pic du fer (A≈70) sont produits par trois processus principaux de nucléosynthèse qui ont lieu dans différents types d’étoiles : le processus s (capture lente de neutron), le processus r (capture rapide de neutrons) et le processus p (photodésintégration). Contrairement aux processus s et p, le site et le nombre de types de processus r font toujours débat. Les modèles les plus récents font appel à trois types de processus r pour expliquer les abondances des éléments lourds en fonction de leur masse atomique : un premier type de processus r serait responsable de la production des nucléides r les plus légers (A<140), un second des nucléides de masses plus élevées (A>140) et un troisième des actinides (e.g., ²⁴⁴Pu). Ces interprétations se basent sur les abondances météoritiques de trois nucléides à courte demi-vie (¹²⁹I, ¹⁸²Hf, ²⁴⁴Pu) combinées à des modèles d’évolution chimique de la galaxie. Pris pour argent comptant, il y a donc autant de types de processus r que de nucléides à courte demi-vie étudiés. Clairement, pour atteindre une meilleure compréhension de la nature du processus r de la nucléosynthèse, la caractérisation de l’abondance d’un quatrième nucléide à courte demi-vie est nécessaire.

Le curium-247, qui décroit en uranium-235 avec une demi-vie de 15,6 Ma, est le nucléide idéal à caractériser. Le seul problème est que, malgré de nombreuses études étalées sur plus de 40 ans, il échappe toujours à la détection. Cela est en partie dû au fait que l’abondance initiale du ²⁴⁷Cm dans le système solaire est très probablement faible et les excès relatifs de ²³⁵U résultant de sa décroissance seront donc minimes (au plus de l’ordre du millième) et difficiles à détecter. Le deuxième facteur compliquant la recherche du ²⁴⁷Cm est la possibilité de fractionnement cinétique des isotopes de l’uranium lors de la condensation, qui peut conduire à de faibles excès en ²³⁵U dans les premières phases condensant dans la nébuleuse solaire. Déterminer quel processus est à l’origine de faible excès en ²³⁵U dans les phases les plus anciennes du système solaire est, la plupart du temps, impossible.

Lors de ce séminaire, je présenterai comment nous nous sommes mis en chasse du ²⁴⁷Cm, comment nous l’avons trouvé, et quelles sont les implications pour le site et le nombre de processus r de la nucléosynthèse.

Emmanuel Jacquet (emjacquet @ mnhn.fr)