photonucléaires

Les photonucléaires désignent les réactions nucléaires provoquées par l’absorption d’un photon gamma par un noyau, aboutissant à l’émission de nucléons ou de fragments légers. Elles constituent une importantes catégorie de réactions électromagnétiques nucléaires étudiées en physique nucléaire et en astrophysique.

Plage d’énergie et mécanismes. Les réactions photonucleaires se produisent typiquement dans la plage des mégavolts (MeV) à plusieurs centaines de MeV. Le mécanisme dominant à basse énergie est la résonance dipolaire gigantesque (RDG), autour de 10–20 MeV, qui ouvre les canaux (gamma, n), (gamma, p) et (gamma, α). À des énergies supérieures, d’autres mécanismes, comme le processus quasi-déuteron et la photoproduction de mésons, deviennent importants et permettent des désintégrations plus complexes et des fragments plus lourds. Les sections efficaces et les résidus dépendant du noyau sont décrites par des modèles statistiques et par des calculs microscopiques.

Méthodes expérimentales. Les faisceaux gamma utilisés proviennent de sources radioactives, de rayonnement Bremsstrahlung ou de faisceaux gamma quasi-monochromatiques obtenus par Compton inverse. Les mesures portent sur l’identification des neutrons émis, des noyaux résiduels et des rayons gamma issus des états excités. L’interprétation des données s’appuie sur des modèles tels que Hauser–Feshbach, qui relient les sections efficaces aux niveaux et aux canaux de désintégration disponibles.

Applications et importance. Les photonucléaires fournissent des données essentielles pour l’isotope production industriel et médical, la transmutation de déchets nucléaires, et le calibrage de modèles et de détecteurs. Elles jouent aussi un rôle en astrophysique pour comprendre les réactions photo nucléaires dans les étoiles et les environnements énergétiques impliquant des photons gamma.