Séminaires généraux

Recherche de la double désintégration bêta du $^{96}Zr avec NEMO-3 & Mesures d'ultra basses radioactivité pour l'expérience SuperNEMO avec le détecteur BiPo-3

by Guillaume Eurin (LAL)

Europe/Paris
Auditorium Pierre Lehmann (LAL)

Auditorium Pierre Lehmann

LAL

Bât.200
Description
Pour ce séminaire, je présenterai le travail que j'ai effectué durant ma thèse soutenue à UCL le 17/07/2015 sur les expériences NEMO-3 et SuperNEMO. Dans un premier temps, les résultats de l'étude de la double désintégration bêta du $^{96}$Zr à partir de données de l'expérience NEMO-3 seront présentés. NEMO-3 était l'unique expérience combinant tracking et calorimétrie et a opéré de 2003 à 2011 au Laboratoire Souterrain de Modane. Malgré une très faible masse d'isotope de 9.4 g mesurés pendant 5.25 ans, le $^{96}$Zr est un excellent candidat pour l'étude de le double désintégration bêta. En effet son énergie de transition maximum, Q$_{\beta\beta}$, de 3.35 MeV réduit considérablement les bruits de fond provoqués par la radioactivité naturelle. C'est aussi un candidat à la désintégration vers les états excités, ce qui permet d'obtenir une signature cinématique plus forte de la désintégration et de diminuer le bruit de fond. Plusieurs processus ont été étudiés et la mesure la plus précise de la demi-vie de la double désintégration bêta avec émission de neutrinos du Zr96 a été réalisée. En ce qui concerne la recherche de la double désintégration bêta sans émission de neutrino, une limite sur la masse effective m$_{\beta\beta}$ a été placée à 3.8 - 12.1 eV @ 90\% C.L. à partir de la limite sur la demi-vie du processus sans émission de neutrino à 1.29 10$^{22}$ ans @ 90\% C.L.. Enfin, une première limite a été fixée à partir des données NEMO-3 sur la demi-vie du processus de double-désintégration bêta avec émission de neutrinos vers un état excité. La seconde partie de ce séminaire portera sur la mesure de radiopureté des feuilles sources de SuperNEMO. SuperNEMO est l'expérience de nouvelle génération basée sur le principe de détection de NEMO-3. Le premier module, ou démonstrateur, est actuellement en construction et mesurera 7 kg de $^{82}$Se pour atteindre la sensibilité de NEMO-3 en seulement 6 mois grâce à de nombreuses améliorations. Les contraintes de radiopureté étant plus strictes pour les feuilles sources de SuperNEMO que les performances de mesure actuelles (HPGE), un détecteur dédié a été développé au LAL par la collaboration SuperNEMO: BiPo-3. Le principe de mesure et la construction du détecteur BiPo-3 seront illustrés ici. BiPo-3 a permis la sélection des matériaux et a contribué à la validation des méthodes de fabrication des feuilles sources. Les premières feuilles sources ont également été mesurées, représentant une masse totale de 539 g sur les 7 kg placés dans le démonstrateur. Les résultats prometteurs des mesures de contamination de ces sources seront discutés.
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