Étude des électrons auger L consécutifs au phénomène d'autoionisation du Po

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Submitted on 1 Jan 1961

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Étude des électrons auger L consécutifs au phénomène d’autoionisation du Po

A. Juillard, A. Moussa

To cite this version:

A. Juillard, A. Moussa. Étude des électrons auger L consécutifs au phénomène d’autoionisation du Po.

J. Phys. Radium, 1961, 22 (10), pp.677-679. �10.1051/jphysrad:019610022010067700�. �jpa-00236543�

677.

ÉTUDE DES ÉLECTRONS ^AUGER L CONSÉCUTIFS AU PHÉNOMÈNE D’AUTOIONISATION DU Po

par Mlle A. JUILLARD et A. MOUSSA Faculté des Sciences et Centre d’Études Nucléaires, Grenoble.

Résumé.

Étude _{du groupe} des ^électrons Auger ^{L de} réarrangement consécutifs au phéno-

mène d’autoionisation qui accompagne la désintégration ^03B1 du 210Po. Les résultats expérimentaux varient entre 1,3 ^{1020143 et} 2,5 ^{1020143 électrons} Auger L par désintégration. Comparaison ^des

résultats ^aux mesures réalisées sur les photons ^{X-K et X-L de} réarrangement ^{et avec la valeur dé-} duite des probabilités d’autoionisation théoriques.

Abstract.

A study ^was carried out of the rearrangement Auger ^{L electrons} following

the autoionisation _process after ^03B1 disintegration of 210Po. Experimental ^{results are between} 1,3.1020143 ^{to 2.5 1020143} Auger ^{L electrons} by disintegration. ^{These results are} compared ^with

measurements of rearrangement X-K and X-L photons and with the theoretical value.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM} TOME 22, ^OCTOBRE 1961,

Introduction.

Lors d’une désintégration ^{oc ou} la brusque variation de chargé ^du noyau, le recul du _noyau et l’interaction coulombienne entre la

particule ^{émise et le} cortège électronique ^créent

une perturbation suffisante _{pour que} l’atome rési- duel puisse ^{se trouver dans un état excité ou} ionisé, après ^la désintégration.

Dans le cas de la désintégration ^{a du} polonium,

la « probabilité d’autoionisation _», qui désigne

l’ensemble de ces deux _processus possibles, ^{a été}

calculée _par divers auteurs pour les couches K et L de l’atome, moyennant ^certaines approximations.

Le calcul effectué _par Migdal [1] ^en négligeant ^le

recul du hoyau ^est trop incomplet. Levinger [2]

et Grard [3] ^{ont tenu} compte ^{de ce facteur et ont} employé ^{la même} méthode des perturbations ^mais

le développement ^{du terme} perturbateur ^en poly-

nômes de Legendre ^a permis ^à Grard d’effectue

un calcul plus complet, ^{le résultat de} Levinger

restant exact en première approximation. ^Les

valeurs calculées sont rassemblées dans le ta- bleau I.

TABLEAU 1

Le polonium ^{étant un élément} lourd, ^{il convient}

de tenir compte ^des corrections d’écran ; ^la proba-

bilité d’autoionisation K indiquée par Grard est alors portée ^à 2,38 ^{X 10-g} par ^a.

Les calculs n’ont pas été repris pour la couche L mais les corrections importantes ^obtenues pour la couche K augmenteraient ^{sans doute de} façon appréciable ^la valeur établie par Levinger,

Nos mesures de spectrométrie ^{béta ne} permettant

pas d’isoler le spectre d’autoionisation de l’en- semble des électrons enregistrés, ^{nous n’avons} pas cherché à vérifier sa forme théorique.

Nous avons pu cependant ^{mettre en} évidence le

phénomène d’autoionisation en enregistrant ^les

électrons Auger ^de réarrangement ^du Pb, qui

suivent le processus. A ^cause de la faible probabi-

lité d’autoionisation K et de la valeur élevée du rendement de fluorescence _mx, nous n’avons _pu détecter les électrons Auger ^{K. Par} contre, ^le groupe des électrons Auger ^{L est} plus important ^et permet ^{de déduire} l’importance ^du phénomène

d’autoionisation _par particule ^{oc. ’} Êtude expérimentale.

1. PRÉPARATlON ’ DES

SOURCES.

Le spectre ^{des électrons} Auger ^{L de} réarrangement ^{situé entre 5 et 13 keV ne} peut ^être enregistré qu’avec ^des échantillons de poloniùm

extrêmement minces et suffisamment intenses,

obtenus _par évaporation ^{dans le vide sur des} supports de formvar de 10 à 20 gg/cm2 ^recouverts

de 1 à 2 (J-gJcm2 ^d’Al.

Nous avons tout d’abord employé la méthode du dépôt spontané du ^{Po sur} l’argent, ^{en milieu} chlorhydrique, ^à partir ^{d’une solution de radium D.}

Si l’opération ^dure longtemps, l’argent ^{noircit et}

au moment de l’évaporation, ^{il se} dépose ^{sans doute}

une quantité ^non négligeable de chlorure d’argent qui épaissit ^{la source} [4]. ^Le chauffage ^{entre 250}

et 300°C dans une gouttière ^de molybdène pen- dant 50 à 60 secondes suffit pour faire disparaître

la coloration noire et entraîner au moins 80 % ^de

l’activité.

Nous avons réalisé de cette manière nos échantil- lons les plus intenses, ^{mais le} lavage ^{du fil} d’argent

avant l’évaporation doit être très minutieux _pour éviter l’entraînement de RaD qui possède ^un spectre Auger ^L important. ^Pour essayer d’éliminer

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010067700

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les inconvénients signalés, nous avons appliqué

la même méthode sur une solution assez concentrée de polonium pour que le dépôt ^{soit suffisant en}

30 minutes et nous avons procédé immédiatement à l’évaporation ^{dans le vide. Le fil} d’argent ^reste

alors parfaitement ^{brillant et la source de} polo-

nium sur formvar est invisible.

2. MESURE DE L’ACTIVITÉ DES SOURCES.

NOUS

avons employé ^un compteur ^{Rosenblum dont} l’efficacité, ^{dans des} conditions géométriques ^don- nées, ^{a été} déterminée à l’aide de mesures au comp- teur G. àI, réalisées au cours du temps ^{sur une}

source de RaE qui ^se désintègre directement ^en

polonium, par émission P’", ^{avec une} période ^de 5,0 jours.

3. DÉTERMINATION DES SPECTRES.

Le groupe des électrons Auger ^{L du Pb se situe entre 5 et}

13 keV, ^{mais il est} nécessaire d’effectuer les mesures

entre 2,5 ^{et 15 keV} pour déterminer le mieux pos- sible le ^« spectre supplémentaire d’électrons ^» de faible énergie, présent ^{avec tous} les éléments radio- actifs étudiés. Le compteur ^{GM est} obturé par ^une fenêtre mince de formvar de lopg/CM2@ ^soutenue

par ^une grille ^de lektromesh, dont le cut-off se

situe vers 1,5 ^{keV. La} partie inférieure du spectre

est déterminée en appliquant ^une tension de postac-

célération de 1 000 volts qui n’introduit aucun

effet parasite. ^Les comptages ^sont corrigés ^de l’absorption ^{de la fenêtre.}

Le spectre enregistré ^{avec la source no} 1, ^la plus intense, ^est représenté ^{sur la} figure. On remarque

une structure assez importante qui comporte ^un certain nombre de similitudes avec les groupes

Auger ^{L connus} des éléments lourds. La courbe en

pointillées ^{a été} obtenue par extrapolation ^{à par-}

tir des enregistrements ^{aux très faibles} énergies, qui correspondent- ^{au «} spectre supplémentaire ^».

On peut ^{attribuer une} partie ^{de ce} spectre ^aux électrons a éjectés ^{lors des chocs des--} particules ^oc

avec les atomes de la source mais une forte pro-

portion ^{est liée à} des processus de diffusion dans la matière de l’échantillon. Ceci explique l’impor-

tance du spectre supplémentaire pour la ^{source n° 1} qui ^ne peut pas être qualifiée d’extrêmement mince.

La source nO 3, ^très fine, accuse une remontée faible et permet de déterminer la surface _{du groupe}

Auger ^{L avec} beaucoup plus ^de précision, ^mais

son intensité n’est _pas suffisante _pour séparer

nettement les diverses raies.

Pour la source n° 2 qui contient du RaD, ^nous

avons admis les résultats de J. TouSSET et A. Mous-

SA [5] pour évaluer, ^{entre 5 et 13} keV, ^{les contribu-}

tions fournies par les électrons Auger ^L du Bi d’une

part, ^et par le spectre p ^continu d’énergie ^maxima

15 keV, ^d’autre part. Le résultat correspondant

à cette source est naturellement imprécis.

FIG. 1.

Le nombre d’électrons Auger ^{L de} réarrange-

ment par particule ^{ce émise est} déterminé à partir

de la surface _{du groupe} enregistré, compte-tenu

de la transmission et de la dispersion ^du spectro-

mètre. (Nous ^{avons travaillé avec des sources}

de 4 _mm, ce qui ^{fournit une} transmission de

8,8 ^X 10-3).

Les résultats obtenus sont indiqués ^{dans le}

tableau II.

4. COMPARAISON DES RÉSULTATS OBTENUS AVEC LES MESURES EXPÉRIMENTALES DE FLUORESCENCE ET AVEC LA THÉORIE.

A côté du mode de désin-

tégration ^{normal du} 210[Po par émission de parti-

cules ce de 5,3 MeV, ^{il existe un 2e mode avec émis-}

sion de particules ^{ce de} 4,5 ^{MeV suivies d’un} y de 800 keV, ^{dans une} proportion ^de 1,8 ^{X 10-5. En}

admettant des rendements de fluorescence

TABLEAU II

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wk

0,95 [6] ^et CùL

0,39 [7], ^un coefficient de conversion du _y égal ^à 0,01, ^{et un} rapport ^de 3,8

pour le nombre des électrons de conversion K au

nombre des électrons de conversion L, ^{ce 2e mode}

fournit environ 2,7.10-’ rayon X-k _par ^x et

1,7.10-8 rayons X-L par ^oc.

En tenant compte ^{de cette} correction, ^{les di-}

verses mesures de rayons X-K conduisent aux

valeurs moyennes suivantes pour la création des vacances K par autoionisation.

TABLEAU III

Ces résultats sont en bon accord avec la déter- mination théorique ^de Grard, ^{en tenant} compte

de l’effet d’écran.

Les mesures réalisées sur les photons ^{X-L sont} indiquées ^{dans le tableau IV.}

TABLEAU IV

En ^{admettant un rendement de} fluorescence

mh

0,39, ^{la valeur} moyenne des résultats de Rubinson et Riou (environ 2,5 ^{X 10-4} photons ^X-L

par a) ^{conduit à une} probabilité d’autoionisation PL

dans la couche L, ^nettement supérieure ^{à la valeur} théorique ^de Levinger

soit environ 6,2 x ^10-4 par ^ce.

Il est d’ailleurs possible ^{d’évaluer le nombre}

d’électrons Auger ^L correspondant :

Calculons maintenant le nombre théorique ^d’élec-

trons Auger ^{L de} réarrangement. ^La probabilité

d’autoionisation de Grard (2,38 ^{X 10-6 vacances K}

par ce) ^et la distribution des _rayons X-K de Beck-

mann [7] fournissent 1,97 ^{X 10-s vacances L secon-}

daires par a, ce qui porte ^à 1,14 ^X 10-41e nombre total de vacances L par oc, ^en admettant la valeur

théorique ^de Levinger pour la couche ^L. Avec un

rendement de fluorescence _mz

0,39, ^{nous obte-}

nons 0,69.10-4 ^électrons Auger L par ^ce.

Conclusions.

Les résultats expérimentaux enregistrés ^{sur le} spectre ^{des électrons} Auger ^{L de} réarrangement ^du plomb, après ^autoio-

nisation du Po sont nettement supérieurs ^{à la}

valeur calculée à partir ^des probabilités théoriques

d’autoionisation de Levinger (20 ^{à 30} fois). ^Cet

état de chose semble confirmer les corrections éta- blies par Grard pour la couche K ^et qui ^modifie-

raient de façon ^sensible le résultat théorique ^admis

pour la couche L. Il est plus ^difficile d’expliquer

l’écart avec la valeur déduite des ^mesures de fluo-

rescence X-L (4 ^{X 10-4} Auger ^L par ^{oc au} lieu de 2 X 10-3). ^{Ces dernières mesures sont assez déli-} cates, ^d’autre part ^{il semble} probable que l’autoio- nisation dans les couches extérieures est assez

importante ^et que par conséquent ^{l’aire du} groupe d’électrons Auger ^{L est} surestimée, cependant ^il

est impossible d’admettre que ^cet effet écessite

une correction d’une telle importance.

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