CARACTERES GENERAUX DES SCHEMAS DE NIVEAUX

A. GENERALITES SÜR LES SCHEMAS DE NIVEAUX DES ^°*Pb et ’^^Pb.

a) Corr^lexité des schémas de niveaux

Comme les figures (III.B.4), (III.C.4) et (III.D.3) le montrent, les schémas de niveaux obtenus sont complexes. Il est donc difficile de trouver les propriétés communes aux différents isotopes, et, en particulier, il est malaisé d'établir, à priori, des simili­ tudes entre les niveaux des différents isotopes. Il est, dans ce cas, peu commode d'utiliser des arguments d'ordre systématique. De plus, étant donné le grand nombre de gammas associés à la décroissance de chaque isotope , il faut être prudent dans l'emploi d'arguments basés sur

le principe des combinaisons de Ritz, beaucoup de ces combinaisons sont fortuites. h) Existence d'un isomère

Un des traits communs à tous ces isotopes est l'existence d'un niveau 13/2"*^ caractérisé par sa longue période (voir tableau III.A.l.) et par la forte intensité de la transition 13/2'*' -»• 5/2” de multipolarité M4 qui le désexcite. Ceci a deux conséquences impor­ tantes :

i) Lors de la mesure des coefficients de conversion, cette transition sert à déterminer le facteur de normalisation qui esciste entre les intensités des raies gammas et

des raies d'électrons.

Le rapport des intensités de la raie gamma (ly) associée à une transition et de la raie formée par les électrons associés à la conversion en couche K(Ig) de cette tran­ sition obéît à la relation

ly/le = (ey/ee)

Tableau III.A. 1.

RESUME DES CONNAISSANCES RELATIVES AUX ^°’pb ET ’^^Pb, ANTERIEURES A NOS TRAVAUX

Nombre de masse Connaissances des Bi Connaissances des Pb Connaissances des

descendants 203

[R A 71]

T,/2»12h

Niveau fondamental 9/2 (-) décroissance par capture électronique (E.C.) Qg = 3.19 MeV Ti/2 = 52 h Niveau fondamental (5/2~) Décroissance E.C. 2 isomères connus : 126keV (1/2-) T|^2 = ^5 ns 825keV (13/2+)Tj^2 = ^ s Principales études préalables - Spectres directs gamma et

coïncidences y-y Ge(Li)

[JC70] - Spectres d'électrons [VH72] et [RS60] - Spectres d'électrons, gammas et coïncidences Y_Y et Y-e" [TN58] - Décroissance du niveau 13/2 [R S 60], [TN58], [RS55], [RD68]. - Etude de la réaction ^°^Pb(d,t)^°^Pb [JB67] 203 Tl stable Trois transitions : 279 keV 401 keV 680 keV -201 [RA 71] Tl /2 = 100 min Niveau fondamental 9/2 (-)

Décroissance par E.C. Qg J, i A MeV (estimé) isomère (1/2"'')Tj ^2^59min Transition isomérique 846 keV M4+E5 [MA69]

Emission a ^ 0.02 %

Il/2 = ^

Niveau fondamental (5/2 ) un isomère connu

629 keV (13/2+) 3; 61 s

Deux transitions connues 629 keV et 786 keV une transition possible 1215 keV [AJ70] 201 Tl T , 3; 73.5h 201 Hg stable De nombreuses tran­ sitions sont attri­ buées à la désinté­ gration radioactive

dos 20Ipb et 20'ti

Une liste de tran­ sition est donnée dans [RA71]

199

[M L71] ^{^1/2 ”}

Niveau fondamental. 9/2(-)

Décroissance par E.C. isomère Tj = 24.7min. Décroissance du ^^®Bi pas de transition y connue pas d'émission a Ti/2 = 90 min. Niveau fondamental : (5/2 ) Décroissance par E.C. Un isomère connu 424 keV (13/2+)

Tj^2=>2.2 min [RS55]

pas de transition de plus de 9.3 keV consécutive à la transition 13/2+ -»• 5/2“ [BJ62] 1 99 "^"^Tl T , ■= 7.4 h 199 ‘ ^ Hg stable De nombreuses tran­

sitions sont attri­ buées à la désinté­ gration radioactive des >5%b et '®^T1 Une liste est don­ née dans [ML71]

Les intensités relatives mesurées (lÿ et lè) tiennent compte des efficacités relatives de détection des gammas y) et des électrons

(e , ).

ly / lè “ e , /Cp

rel.e ® ^rel.Y^

Le facteur donné entre parenthèses est indépendant de l'énergie, il suffit donc d'estimer ce facteur de normalisation pour une transition particulière. La multipolarité de la transition \3/2* ->■ 5ll~ est bien établie (par des mesures de coefficient de conversion, des mesures de probabilités réduites de transition B(M4) etc. [RS55]). Cette transition est donc utilisée pour mesurer le facteur de normalisation.

ii) Du fait de la longue période du niveau 13/2"'^, il existe, à priori, une indétermination quant à la position de la plupart des gammas. En effet, il est impossible

de trouver les transitions qui peuplent le niveau 13/2'^ directement par des mesures de coïn­ cidences rapides, car elles ne sont pas vues en coïncidence avec la transition (13/2 -f 5/2”). Il est pratiquement impossible d'établir cette relation de succession à l'aide de mesures de coïncidences retardées, car dans ce cas, il serait nécessaire de travailler à un taux de comp­ tage très faible, (inférieur à 0,1 et 0,001 coups par seconde pour les 203p^, gj- 199p-b), ce qui impliquerait pour obtenir des résultats des années de mesures, (en supposant que l'on puisse résoudre les problèmes posés par l'activité ambiante).

La manière de résoudre cette ambiguïté est exposée pour chaque isotope.

3. NOTATIONS.

Dans les chapitres III et IV, les interprétations données aux résultats des mesures de coïncidences, sont résumées à l'aide de la notion de familles de coïncidences. Celles-ci sont des idéalisations, et nous supposons que toutes les coïncidences qu'elles impliquent, existent même si elles n'ont pas été vues (lorsque certaines ne sont pas vues, nous incrimi­ nons fréquemment le manque d'intensité des gammas).

Pour représenter ces familles, nous introduisons la notation suivante :

i) S'il existe des noyaux qui, lors de leur décroissance, émettent les photons Y] et Y2» ï® coïncidence entre Yj et Y2 est, ou peut être (en principe), observée. Cette relation entre Y] et Y2 représentée indifféremment par :

ii) La relation décrite ci-dessus n'est pas transitive, en effet, si entre trois transitions Yji Y2> ^3 ^^istent les relations :

Y, - Ï2 et Y, - Y3

- La relation - Yj ^st vraie, alors nous écrivons Yj ~ "^2 ~ "^3

- La relation Y2 “ Y3 fausse. Ceci signifie qu'il n'existe pas de noyau qui émette Y2 Y^* Cette relation d'exclusion â savoir : si un noyau émet Y21 ü n'émet jamais Y3 réciproquement - est notée indifféremment :

Et, dans ce cas, les relations entre Yj» Y2> Y3 peuvent être données de quatre manières :

iii) Nous définissons également une notation condensée à quatre gammas. S'ils sont liés par les relations :

I

on note :

iiii) Dans le cas général d'une famille {Yj} représentée par une notation complexe, pour définir la relation qui existe entre deux gammas quelconques, nous employons la notion de sous-ensemble de transitions en coïncidence de {y-}.^'^ sous-ensemble de transitions en coïncidence de {y^} est un ensemble {Yîj^ ! avec Yij^ E {Yi^} t^l que, entre deux transitions consécutives de

Yij^ et Yij^^if il existe une relation --- , ou —v , ou ■— , et tel que les trois transi tions figurant explicitement dans une notation du type U=^.|— (ou—' équivalente), n'appartiennent pas au même sous ensemble de transitions en coïncidence.—'

- La relation Yi “ Yj est vraie entre deux transitions qui, simultanément , appartiennent à au moins un des sous-ensembles de transitions en coïncidence de {Yi}*

- Dans le cas contraire, c'est-à-dire s'il n'existe aucun sous-ensemble de transitions en coïncidence de (Yi) auquel appartiennent Yi Yj, la rela­ tion Yi —I est vraie.

Yj —I

Par exemple dans la famille donnée par :

r:

Y6

Il est aisé de voir que les relations suivantes sont vraies.

Y Y 2 7

: