Palladium: a Study of Nuclear Deformation of a Refractory Element. Laser Spectroscopy at the IGISOL (Jyväskylä, Finland) and S3-LEB (GANIL, France)

At this work, laser spectroscopy measurements on the Pd isotopic chain using different techniques are presented. Thanks to the chemically insensitive IGISOL ion-guide production method, it has been possible to reduce the existing gap in optical spectroscopy data below Z=50, created by the refractory character of these elements. A study of the deformation of palladium nuclei on the mass region 98 ≤ A ≤ 118 is performed comparing the results of two collinear laser spectroscopy measurements with state-of-art Fayans and Gogny calculations. Having 6 protons and 4 holes on his valence shell, palladium is located at the mid-shell πg9/2, between the strongly deformed systems around zirconium (Z=40, N=60) and the spherical systems close to tin (Z=50), and are thus expected to exhibit a rather transitional character. The interpretation of the results have been done using axial and triaxial perspectives. The mean square charge radii have been extracted for the ground state of the even-even palladium isotopes on the mass region 98 ≤ A ≤ 118 and together with the magnetic dipole moments, electric quadrupole moments, nuclear spins and mean square charge radii of the odd-A 99,101,113,115Pd and the isomeric state of 115Pd. Complementing this work, this thesis includes the work with Fabry-Pérot interferometers to support laser spectroscopy measurements. To prepare future experiments towards the proton drip line, laser resonant ionization spectroscopy measurements of stable palladium isotopes have been performed suing two different approaches. On one side, the production study of stable palladium production test using a hot-cavity catcher is presented. On the other side, the offline test and development of resonant ionization palladium schemes has been performed at the GISELE offline laser laboratory.Tässä työssä esitellään palladiumin radioaktiivisille isotoopeille eri tekniikoilla tehtyjä laserspektroskopiamittauksia. Palladiumisotoopit tuotettiin kemiallisesti epävalikoivalla IGISOL ioniohjainmenetelmällä, jolla voidaan tuottaa protoniluvun Z=50 alla olevia vaikeasti irtoavia ytimiä, joita ei ole ennen tutkittu optisin menetelmin. Palladiumytimien muodonmuutosta massa-alueella 98 ≤ A ≤ 118 tutkitiin vertaamalla kahden kollineaarisen laserspektroskopiamittauksen tuloksia viimeisimpiin Fayansin ja Gognyn funktionaaleilla tehtyihin teoreettisiin laskelmiin. Palladiumin valenssikuori muodostuu kuudesta protonista sekä 4 reiästä. Se sijaitsee πg9/2 keskikuorella, zirkoniumia lähellä olevien voimakkaasti muotoutuneiden ydinjärjestelmien (Z=40, N=60), sekä pallomaisten lähellä tinaa (Z=50) olevien järjestelmien välissä. Tämän takia palladiumisotooppien odotetaan ilmentävän transitionaalisia ominaisuuksia. Tässä työssä saatuja tuloksia on tulkittu aksiaalisesta sekä triaksiaalisesta näkökulmasta. Keskimääräiset neliölliset varaussäteet on mitattu parillis-parillisten palladiumisotooppien perustiloille massa-alueella 98 ≤ A ≤ 118. Magneettiset dipolimomentit, sähköiset kvadrupolimomentit, ydinspinit ja keskimääräinen neliöllinen varaussäde mitattiin paritonmassaisille 99101113115Pd isotoopeille. Lisäksi määritettiin 115Pd isomeerisen tilan säde. Nämä uudet tulokset keskimääräisistä neliöllisistä varaussäteistä ja kvadrupolimomenteista valaisevat ytimien muodon kehitystä palladiumin isotooppiketjussa. Tuloksissa voidaan nähdä viitteitä, että mitattujen neutronirikkaan ytimien muodonmuutos on luonteeltaan pehmeä. Laserspektroskopiatyön lisäksi tähän opinnäytetyöhön sisältyy kehitystyötä Fabry- Pérot-interferometreillä, joita tullaan käyttämään tulevissa tulevia laserspektroskopiamittauksissa. Lisäksi tulevien protoni drip-linjaa koskevien kokeiden valmistelemiseksi stabiilien palladiumisotooppien laser resonanssi-ionisaatio spektroskopia mittauksia on suoritettu kahdella eri lähestymistavalla. Ensimmäisellä näistä tutkittiin stabiilien palladiumisotooppien tuotantoas kuumaalla ontelosiepparilla. Toisella lähestymistavalla kehitettiin palladiumin resonanssi-ionisaatiomenetelmiä GISELE-offline laserlaboratoriossa, tarkoituksena etsiä siirtymiä, jotka olisivat tarpeeksi herkkiä ydinten tutkimiseen