Transitions par intéraction faible en métrologie des rayonnements ionisants : de la physique fondamentale aux applications

Une connaissance précise des désintégrations par interaction faible, transitions bêta et captures électroniques, est indispensable dans de nombreux domaines scientifiques, des plus fondamentaux aux plus applicatifs : tests du Modèle Standard, détection de la matière noire et du neutrino stérile, métrologie des rayonnements ionisants, caractérisation des détecteurs, médecine nucléaire, puissance résiduelle et surveillance en temps réel des réacteurs nucléaires, ou encore gestion du combustible après irradiation. La question de la qualité, de la précision et de la complétude des données nucléaires est devenue un enjeu important dans ces différents domaines. Ces dix dernières années, le Laboratoire National Henri Becquerel s’est impliqué dans cette thématique, fort de son expertise en métrologie de la radioactivité et en évaluation de données atomiques et nucléaires. Les experts en cryogénie du laboratoire ont développé une nouvelle technique de mesure par calorimétrie et l’ont appliquée avec succès à la spectrométrie bêta. Un système de détection dédié, utilisant des détecteurs silicium, a été élaboré conjointement à une technique de préparation spécifique de source radioactive et à un processus de déconvolution spectrale. En parallèle, une étude théorique a été menée pour améliorer les prédictions, menant notamment à la création du code de calcul BetaShape. Cette étude a permis d’améliorer et de compléter les données nucléaires évaluées. Les résultats obtenus placent le Laboratoire National Henri Becquerel au meilleur niveau mondial sur cette thématique. L’expertise acquise permet d’envisager une contribution significative à des sujets de physique fondamentale qui seront très structurants dans les années à venir