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| Low temperature kinetics measurements for reactions of astrochemical relevance (Mesures de cinétique à basse température pour des réactions d’intérêt astrochimique) Drissi, Myriam - (2023-11-09) / Université de Rennes Low temperature kinetics measurements for reactions of astrochemical relevance
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Sims, Ian Discipline : Physique Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : S3M Classification : Physique Mots-clés : CRESU, Spectroscopie micro-onde à impulsion chirpées, Astrochimie, Rapport de branchement, Constante de vitesse, Réactions en phase gazeuse
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Résumé : Cette thèse présente un travail expérimental réalisé pour mesurer la cinétique à basse température de réactions d'intérêt astrochmique. La technique CRESU (Cinétique de réaction en écoulement supercomic uniforme) a été combinée à la spectroscopie micro-onde à impulsions chirpées pour effectuer des mesures de coefficient de vitesse et de rapport de branchement à basse température. Ces mesures ont été effectuées avec l'appareil SKISURF (SKImmed uniform SUpeRsonic Flow). Ici, la région de réaction dans le flux uniforme, a été découplée de la région de détection. La première partie présente la détermination du rapport de branchement de la réaction entre le radical CN et propène. Le rapport de branchement du produit majoritaire a été mesuré à 35 et 52 K. Ces mesures sont étayées par des calculs théoriques de rapport de branchement effectués avec MESMER. La deuxième partie présente une étude cinétique de la formation d'hétérodimères d'acide formique et de CO2. Le coefficient de vitesse de cette réaction a été mesuré en suivant le réactif et le produit à 52 K. Ces résultats préliminaires ouvrent la voie à de futures études sur la formation d'hétérodimères qui est considérée comme l'étape déterminante dans les milieux sursaturés. Ce travail met en évidence la nécessité d'améliorer la sensibilité du dispositif expérimental. La principale voie d'amélioration implique le développement d'un système de gaz pulsé qui est actuellement en cours de caractérisation. Abstract : This thesis presents experimental work performed to measure low-temperature kinetics of reactions relevant to astrophysical media. In this study, the CRESU (Reaction kinetics in uniform supersonic flow) technique was combined with chirped-pulse microwave spectroscopy to make rate coefficient and branching ratio measurements at low temperatures. These measurements were performed using the SKISURF (SKImmed uniform SUpeRsonic Flow) setup. Here the reaction region, in the uniform flow, was decoupled from the probing region. The first part presents the branching ratio determination of the CN radical and propene reaction. The main reaction channel was determined at 35 and 52 K and the measurements are further supported by theoretical calculation of branching ratio performed using MESMER. The second part presents the kinetics study of heterodimer formation of formic acid and CO2. The rate coefficient for this reaction was measured both following the reactant and the product at 52 K. These preliminary results pave the way for future study for heterodimer formation which is thought to be the rate-determining step of condensation under highly supersaturated conditions. Overall, this work highlights the need to improve the sensitivity of the experimental setup. The main path of improvement involves the development of a pulsed gas system which is currently under characterisation. | |||