Intensités gamma relatives et coefficients de conversion dans la couche K de quelques transitions du 233U

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Submitted on 1 Jan 1963

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Intensités gamma relatives et coefficients de conversion dans la couche K de quelques transitions du 233U

Alceu de Pinho, Roger Foucher

To cite this version:

Alceu de Pinho, Roger Foucher. Intensités gamma relatives et coefficients de conversion dans la couche K de quelques transitions du 233U. Journal de Physique, 1963, 24 (8), pp.638-640.

�10.1051/jphys:01963002408063800�. �jpa-00205541�

638.

IIETTRE A LA RÉDACTION

LE JOURNAL DE PHYSÎQUË ^TOME 24, ^AOUT 1963,

INTENSITÉS GAMMA RELATIVES ET COEFFICIENTS DE CONVERSION

DANS LA COUCHE K

DE QUELQUES TRANSITIONS DU 233U Par MM. ALCEU ^DE PINHO et Roger FOUCHER,

Institut du Radium, Laboratoire Joliot-Curie, Orsay.

Introduction.

Dans presque ^toutes les mesures en

spectroscopie gamma ^avec cristaux à scintillation, ^le problème ^{central est} l’analyse d’une raie gamma ^com-

plexe.

Si on peut ^{obtenir une source de} grande activité, ^la

meilleure méthode pour analyser ^un spectre gamma de basse énergie (E ²⁵⁰ keV) ^est celle du cristal courbe.

Par contre, ^si l’énergie ^est élevée, les cristaux à scintil- lation sont préférables parce que le pouvoir ^réflecteur

d’un cristal courbe diminue avec le carré de l’énergie.

Dans l’étude de la désintégration ^{233Pa -+} 233U, ^un

des problèmes ^les plus intéressants est la décompo-

sition d’une raie complexe ^{centrée vers 310 keV.} Si, ^en plus, ^on analyse aussi la raie complexe ^{centrée vers}

94 keV, ^on peut déterminer un coefficient de conver-

sion moyen par le rapport Xk/« groupe complexe ^de

310 keV » et à partir ^de là, le coefficient de conversion de chaque composante du groupe si les intensités des raies de conversion K sont aussi connues.

Albridge ^{et al.} [1] ^ont publié récemment les inten- sités relatives des raies de conversion interne, ^les

intensités relatives des raies _y obtenues par la méthode du cristal courbe et la mesure du coefficient de ^con- version interne de la transition très intense de 312 keV.

Dans ces conditions, ^{ils ont} pu déterminer des coef- ficients de conversion de toutes les transitions du groupe complexe de 310 keV et leurs multipolarités (1).

Étant donné que les précisions ^{de la mesure du}

coefficient de conversion absolu de la transition de 312 keV était très faible (ak (312)

0,8 ⁺ 0,3) Albridge

et al. ont admis que ^cette transition était un Mi _pur et ont calculé les autres coefficients à partir ^{du coef-}

ficient de conversion théorique donné par Rose [3] : ak(312)

0,79. Pour les transitions yE2 de très faible intensité de 375 keV et 398 keV, ^les coefficients de conversion déterminés sont sensiblement plus grands

que ^ceux caractéristiques d’une transition E2 _pure.

En plus, ^les rapports ^des probabilités de transition réduites _{pour les} parties E2 des transitions de 300 et de 340 keV est très différent du rapport théorique

donné par Alaga ^{et al.} [4].

Nous avons donc repris l’étude de cette désinté-

gration dans le but de vérifier si avec un ensemble (1) ^Les intensités des 3 raies d’électrons les plus ^intenses

avaient déjà été déterminées par Mlle G. Albouy ^et

M. M. Valadarés [2]. Les valeurs trouvées _par les deux groupes ^sont identiques.

scintillateur classique ^on peut avoir pour la région ^de

300 à 500 keV une précision ^{dans les mesures d’inten-}

sité comparable ^{à celle obtenue à} l’aide d’un cristal courbe et, ^{le cas} échéant, de redéterminer les coeffi- cients de conversion et les multipolarités ^{des raies du}

groupe de 310 keV.

FIG. 1.

Niveaux du 233U peuplés

par la désintégration ^{du 233Pa.}

II. Techniques expérimentales.

^Notre appareil- lage ^de spectrométrie y ^{est un} ensemble détecteur à scintillations classique : ^{cristal d’iodure de sodium}

activé au thalium (Harshaw ^{1" X} 1, 1/2") ^et photo- multiplicateur ^{EMI-9514. Pour} l’étalonnage,nous ^avons

utilisé les radioéléments suivants : Ra D (47 keV),

Io (68 keV), ^1°9Cd (88 keV),197Nd (91,5 keV), ^154Eu (123 keV), ^9lMo (140 keV), ^139Ce (165 keV), ^226Ra (186 keV), ^177Lu (208 keV), 203Hg (279 keV), ^51Cr (323 keV), ^198Au (412 keV), ^22Na (511 keV) ^{et 137CS} (662 keV). La chaîne de résistances interdynodes ^{a été}

montée de façon ^à assurer une parfaite linéarité dans la région d’énergies ^des rayonnements gamma jusqu’à

environ 700 keV. La résolution est de 6,8 % pour le

pic photoélectrique ^{du 13’Cs} (662 keV) ^{et de} 9,3 %

pour celui du 2o3Hg (279 keV). ^{La voie} d’analyse ^des énergies ^se compose d’une cathode suiveuse, ^d’une

inverseuse ^et de l’analyseur intertechnique ^{à 400}

canaux modèle SA-40 (amplificateur ^et sélecteur). ^Les

conditions de stabilité de l’ensemble ont été particu-

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01963002408063800

639 lièrement soignées (stabilité de la tension et de la

température). ^Le bruit de fond propre du multipli-

cateur était très faible et la hauteur des impulsions indépendante de l’intensité des sources. Ainsi, ^on peut

connaître l’énergie ^d’un pic ^à 0,5 ^keV près quand ^une

bande d’énergie ^{de 150 à 450 keV est étalée sur 400}

canaux.

Dans l’analyse des raies y complexes, ^{nous nous}

sommes servi de quelques ^{raies y} étalons détectées exactement dans les mêmes conditions (intensité ^du photo pic, angle solide, support de la source, écrans, environnement, etc...). ^{Dans ces} conditions, ^{le fond} Compton ^est toujours ^{bien connu. Nous avons « inter-}

polé ^{» entre les} courbes étalons (résolution, rapport photopic-Cornpton, pic ^de rétro diffusion ) pour ^cons- truire des « raies pures » d’une énergie ^donnée.

Les corrections d’efficacité relative sont déterminées à partir ^des courbes de Lazar et al. [5].

III. Résultats expérimentaux.

Les valeurs que

nous avons trouvées pour les intensités relatives des raies du groupe de 310 keV ^sont données dans le tableau 1 où elles sont comparées ^{avec celles de la}

référence [1]. ^Le coefficient de conversion moyen du groupe de 310 keV ^a été aussi déterminé :

TABLEAU 1

fIG. 2.

Décomposition ^du

groupe de ³¹⁰ keV ».

(le coefficient de fluorescence K de l’uranium est pris égal ^à 0,963) [6]. Avec les intensités relatives des raies de conversion interne donnée dans la référence [1],

nous calculons le coefficient de conversion de chaque

’

composante du groupe (colonne 6...).

La comparaison ^des intensités y trouvées par les deux méthodes indique que ^nous n’avons pu ^{mettre en} évidence la raie de 272 keV de très faible intensité.

Pour les trois transitions y peu intenses de grande énergie, ^{nous trouvons} systématiquement ^{une inten=}

sité y plus grande que celle déterminée par Albridge

et al. Or, d’après ^{le schéma} proposé [1], les transitions de 375,4 ^{et de} 398,6 ^{keV sont} E2 pures. Nos ^mesures des coefficients de conversion OCk pour ^ces deux tran- situions sont beaucoup plus proches des valeurs tabulées que ^ceux de la référence [1]. Pour les trois transitions les plus intenses, les résultats sont égaux dans la limite des erreurs expérimentales.

IV. Discussion des résultats.

Si on compare les valeurs moyennes des résultats de nos mesures de coefficients de conversion avec les valeurs tabulées par Sliv et Band, ^on yoit que pour les transitions de 300,

312 et 340 keV, ^{elles sont} supérieures ^aux coefficients d’un .M1 pur ; par contre, les valeurs expérimentales

pour les transitions de 375 ^et 399 keV seraient en très bon accord avec les coefficients d’un E2 _{pur et} celui de la transition de 416 keV serait compatible ^{avec un} mélange ^{Ml + E2 avec} environ 10 % ^de dipôle ^ma- gnétique. ^{Si on fait la} comparaison ^avec les valeurs tabulées

par ^Rose, pour les transitions de 312, 375,

399 et 416 keV ^les conclusions sont les mêmes que

précédemment, par ^contre, pour les transitions de 300

640

TABLEAU II

et 340 keV, ^les coefficients de conversion mesurées seraient inférieurs ^aux valeurs théoriques ^et il faudrait admettre la présence ^d’une composante ^E2 (envi-

ron 4 %) ^{dans ces} transitions. Comme les valeurs

expérimentales ^{sont en bon accord} généralement ^avec les, valeurs calculées par les transitions E2 et qu’une valeur _trop grande pour ^un coefficient de conver-

sion Mi ne nous paraît pas s’imposer, ^il semble bien que ^nos résultats soient proches ^des prévisions ^{de Rose}

et qu’un pourcentage ^{de l’ordre de 4} % ^de transition E2 existe pour les transitions de 300 et 340 keV.

Pour les rapports d’embranchement (voir ^tableau II)

nos résultats sont essentiellement égaux ^{à ceux} d’Albridge ^{et al.}

V. Conclusion.

Il est bien connu que ^{les correc-} tions relatives nécessaires pour déterminer les rapports

d’intensité dans les mesures de cristal courbe ne sont pas simples ^{à faire : outre toutes} les corrections qu’on

trouve en spectrométrie y ordinaire, ^il faut tenir compte de la variation du pouvoir réflecteur avec

l’énergie.

Avec un ensemble détecteur à scintillations clas-

sique ^{de bonne} résolution, ^{linéarité et} stabilité, ^{et en} décomposant ^{les raies} complexes ^avec des raies étalons

expérimentales enregistrées exactement dans les mêmes conditions que la raie ^à analyser, ^{il nous} semble bien

qu’on peut obtenir, ^{même à 300} keV, ^une précision supérieure ^{dans la mesure des} intensités y relatives.

En conséquence ^{à la} précision ^{des mesures} (10 %) ^il apparaît que les coefficients de conversion interne

expérimentaux dans la couche K sont égaux ^{aux coef-}

ficients de conversion théorique ^{de M.} E. Rose pour les y de ^nature Mi ^et E2 ^{dans un uranium.}

Lettre reçue le 22 mai 1963.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^ALBRIDGE (R. G.), ^HOLLANDER (J. M.), ^GALLAGHER (C. J.) ^{et HAMILTON} (J. H.), ^Nucl. Physics, 1961, 27,

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[2] ^ALBOUY (G.) ^{et VALADARÉS} (M.), ^J. Physique Rad., 1959, 20, ^816.

[3] ^ROSE (M. E.), Internal Conversion Coefficients, ^North

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[4] ALAGA (G.), ^ALDER (K.), ^BOHR (A.) et MOTTELSON

(B. R.), ^{Dan. Mat.} Fys. Medd., 1955, 29, ^{n° 9.}

[5] ^LAZAR (N. H.), ^DAVIS (R. C.) ^{et BELL} (P. R.), ^Nucleo- nics, 1956, 14, ^52.

[6] ^WAPSTRA (A. H.), ^NIJGH (G. J.) et VAN LIESHOUT (R.),

Nuclear Spectroscopy tables, North Holland Publ.

Co Amsterdam, 19.

[7] ^{SLIV et BAND} (I. M.), Table de coefficients de conver

sion interne dans la couche K. Académie des Sciences

U. R. S. S., 1956.