Thèse Mesure des Propriétés Radioactives d'Isotopes d'Intérêt en Physique Médicale et Développements Instrumentaux pour le Nouveau Spectromètre Na2Stars H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Nantes Université École doctorale : Matière, Molécules, Matériaux et Géosciences Laboratoire de recherche : LABORATOIRE DE PHYSIQUE SUBATOMIQUE ET DES TECHNOLOGIES ASSOCIEES Direction de la thèse : Muriel FALLOT Date limite de candidature : 2026-08-24T00:00:00 Dans le cadre de ce doctorat, vous étudierez la désintégration bêta d'isotopes déficients en neutrons à l'aide de la technique de spectroscopie gamma à absorption totale (TAGS). Le projet portera sur l'étude de noyaux pertinents pour des applications en médecine nucléaire. Il sera mené au sein du groupe Structure et Énergie Nucléaires (SEN) de SUBATECH à l'aide du spectromètre à absorption totale (TAS) hybride nouvellement développé, appelé STARS.
Le détecteur (NA)2STARS est mis au point au laboratoire Subatech, ainsi que la mécanique et l'électronique associées.

Les moyens du laboratoire seront également mis à disposition de l'étudiant.e en thèse.
TAGS est la technique de mesure privilégiée pour ces études, car elle permet une détection efficace des transitions gamma de haute énergie suivant la désintégration bêta vers des états hautement excités dans le noyau fils. Cette capacité permet de minimiser « l'effet Pandemonium », qui, sans cela, fausserait la distribution de l'intensité bêta, affectant à la fois les études fondamentales et les applications. Vous travaillerez sur la désintégration bêta de radio-isotopes d'intérêt pour la tomographie par émission de positons (TEP), domaine dans lequel des données de désintégration précises sont indispensables pour effectuer des calculs de dose fiables dans le cadre d'applications médicales diagnostiques. Depuis 2009, l'équipe SEN effectue des mesures TAGS en collaboration avec des groupes de recherche en Espagne, au Royaume-Uni, en Finlande, en Turquie, en Hongrie et d'autres partenaires internationaux afin d'étudier la désintégration bêta de noyaux essentiels pour la physique des réacteurs, la structure nucléaire et l'astrophysique. Cette collaboration a mené plusieurs mesures dans des installations d'accélérateurs internationales telles que le JYFL en Finlande et RIKEN au Japon, en utilisant des spectromètres à absorption totale segmentés appelés DTAS (18 détecteurs NaI(Tl)) et Rocinante (12 détecteurs BaF2). La nouvelle configuration STARS combine ces détecteurs TAS haute performance avec un anneau supplémentaire de détecteurs rapides LaBr3:Ce, offrant des capacités améliorées en matière de spectroscopie. STARS sera mis en service au GANIL lors de sa première campagne de mesures en juillet 2026. Les noyaux étudiés dans le cadre de ce projet seront mesurés lors de cette campagne. Outre l'analyse des données, votre doctorat portera sur les développements instrumentaux pour le nouveau spectromètre STAR. Ce nouveau spectromètre permettra de recueillir de nouvelles données dans des domaines variés de la physique, notamment les applications médicales, la physique au-delà du Modèle standard ainsi que les applications liées à l'énergie nucléaire. Vous participerez à des simulations Monte-Carlo basées sur GEANT4 afin d'optimiser la géométrie du détecteur, ainsi qu'à ses essais et à sa mise en service. Cela inclura également la préparation des prochaines expériences à l'installation DESIR du GANIL et à celle de l'université de Jyväskylä.

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