Étude des niveaux excités de 188Ir

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Submitted on 1 Jan 1962

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Étude des niveaux excités de 188Ir

Claude Cauquais

To cite this version:

Claude Cauquais. Étude des niveaux excités de 188Ir. J. Phys. Radium, 1962, 23 (11), pp.906-909.

�10.1051/jphysrad:019620023011090600�. �jpa-00236717�

ÉTUDE DES NIVEAUX EXCITÉS DE 188Ir

Par CLAUDE CAUQUAIS,

Institut du Radium, Laboratoire Joliot-Curie de Physique Nucléaire, Orsay.

Résumé. 2014 ^Le 188Pt, produit par spallation

^l’or,

^été isolé par volatilisation des chlorures dans

tube présentant

^fort gradient ^de température.

La désintégration ^{du 188Pt}

^été étudiée à l’aide d’un spectromètre 03B2 magnétique pouvant

travailler

coïncidences 03B2

03B3,

spectromètre 03B3 et

dispositif de coïncidences lentes.

L’étude de la désintégration ^{du 188Pt}

^mis

évidence les transitions de 35, 42, 54, 96, 140, 187, 195, 280, 382, ^{424 keV.}

La nature et l’ordre de succession des transitions les plus importantes ^ont été déterminés et

schéma des niveaux est proposé pour

transitions.

Abstract.

188Pt, produced by spallation ^of gold, ^{has been} separated by volatilisation of chlorides in

tube having

strong temperature gradient.

The decay of 188Pt has been investigated ^with

magnetic 03B2 spectrometer working in 03B2

y

coïncidence,

03B3 spectrometer ^and

slow coïncidence circuit.

In the study ^{of the} decay ^of 188Pt, transitions of 35, 42, 54, 96, 140, 187, 195, 280, 382, 424 ^{keV have been found.}

The nature and order of emission of the most important transitions have been determined and

level scheme for these transitions is proposed.

PHYSIQUE 23, 1962,

Introduction.

Des études expérimentales ayant ^été entreprises ^{dans ce} laboratoire sur deux noyaux impair-impair, ^190Au [1] ^{et 192Au} [2], ^il

était intéressant de continuer ces travaux par ^une étude de "Islr ^{afin de} pouvoir ultérieurement comparer des noyaux impair-impair ayant ^même nombre de neutrons ou même nombre de protons.

188Ir fait partie ^d’une chaîne radioactive dont les éléments actuellement connus [3] ^{sont :}

Outre la réaction de spallation ^sur l’or, que ^nous

avons utilisée, ^{le l8aPt} peut ^être obtenu par réac- tion 1911r(p, ^{4n)188Pt sur} des feuilles d’iridium

métallique [4], [5], [6]. Les résultats déjà ^connus

sur la désintégration ^{du 188Pt sont : la} période 10,0 _+ 0,3 jours [5] que nous avons considérée

comme bien établie ; les raies principales ^du spectre ^{y :} 195 ± ¹⁰ keV, 275 ± ¹⁵ keV, ^{400 keV} complexe [5].

Au cours de nos travaux des résultats très récents ont été publiés [7], ^sur lesquels ^nous reviendrons en

les comparant ^{aux nôtres.}

Préparation ^{des sources.}

^{De minces feuilles}

d’or sont irradiées en cible interne par des protons

de 120 MeV dans le synchrocyclotron d’Orsay.

Après irradiation les feuilles d’or contiennent de nombreux atomes radioactifs de Hg, Au, Pt, ^{Ir et}

Os. Parmi les isotopes ^du platine formés, ^{le 188Pt a}

la plus longue période. ^Ne pouvant ^{utiliser une}

séparation isotopique pour l’isoler ^{nous avons} avant d’entreprendre ^la séparation ^{des autres} atomes, ^conservé pendant ^un mois les feuilles d’or irradiées.

Des essais de séparation purement chimique ^du platine ^ont donné des sources assez pures mais

épaisses ^{et ne convenant} pas aux mesures sur les raies d’électrons de conversion.

Nous avons employé pour isoler 188Pt ^{une mé-} thode de séparation ^{mise au} point ^au laboratoire [8], qui utilise les déplacements différents des chlorures volatils d’or, ^de platine, ^{d’iridium et} d’osmium le

long d’un tube de quartz ^{chauffé très lentement} jusqu’à 9000, présentant ^{un fort} gradient ^de tempé-

rature et parcouru par ^{un courant} laminaire de chlore. Une séparation chimique préliminaire ^est

nécessaire pour éliminer la plus ^grosse partie ^de l’or, ^en quantité macroscopique, des feuilles irra- diées. L’emplacement ^des dépôts ^de platine, ^d’iri-

dium et d’or à l’intérieur du tube de quartz ^{est dé-}

terminé par la ^mesure de l’activité .du tube centi- mètre par centimètre. Le tronçon ^{contenant le} pla-

tine est isolé et on recueille le platine ^{en faisant} glisser ^{dans le tube une} microgoutte ^{de HCI} qui ^est

ensuite évaporée ^{sur un} support ^{de LC} 600..

Nous avons obtenu des sources très pures ^en pla-

tine mais présentant encore une certaine quantité

de matière inactive, vraisemblablement due aux

impuretés des réactifs dans la séparation chimique préliminaire ^{de l’or, et sur} laquelle ^le platine ^semble

s’adsorber.

Spectre y-.

Les mesures ont été effectuées

avec un cristal INa 1,5 ^{X 1} inch monté sur un

PM Dumont 6292, l’ensemble ayant ^{une résolution}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019620023011090600

907

d’environ ⁹ % ^{sur le} pic photoélectrique ^{du 137CS.}

Quelques ^heures après ^la séparation ^du platine,

le spectre ^{y a l’allure} donnée par la figure ^1.

FiG. 1.

L’énergie ^et l’intensité relative des principaux

pics ^{sont :}

Spectre des éleetrons.

Nous avons étudié le

’spectre ^des électrons de conversion à l’aide de deux

appareils :

10 Un spectromètre g ^à focalisation intermédiaire type Slatis-Siegbahn équipé ^d’un compteur Geiger-

Muller à fenêtre mince (- ⁶⁰ pg/em2). ^{Les sources}

utilisées n’étant jamais parfaitement minces, ^le pouvoir de résolution n’est pas descendu au-dessous de 2,5 % ^avec les meilleures sources (fig. 2).

20 Un spectrographe à focalisation semi-circu- laire type Surrugue enregistrant ^{sur film} photo-

FIG. 2.

graphique les raies d’électrons de conversion. Là encore la matière des sources a limité le pouvoir ^de

résolution à 0,8 % et ^a déformé les raies du côté basse énergie ^en provoquant ^une

queue » impor-

tante due à la diffusion des électrons dans la ^source.

Sous les spectres enregistrés ^{avec le} spectro- mètre p Slatis-Siegbahn, nous avons trouvé dès les

premières ^heures après ^la séparation ^dp platine ^un

fond continu qui pourrait ^être causé par ^une émis- sion p+ ^en compétition ^{avec la} capture .K lors de la décroissance radioactive du 188Pt.

Des essais pour ^{mettre en} évidence ces p+ ^ont

été faits en observant les coïncidences 511-511 keV des photons d’annihilation. Nous avons été gênés

par la croissance de 188Ir, ^{fils du} platine, qui possède

un léger embranchement p + [9]. ^{A cause de} l’impré-

cision des mesures et de l’impossibilité d’opérer

moins de 4 heures après ^la séparation platine- iridium, ^{nous ne} pouvons affirmer la présence ^d’une émission p+ dans la décroissance du 188Pt. Du moins si elle existe, ^la proportion de + ^{est nette-}

ment inférieure à 1 %.

Énergie et nature des transitions.

Le tableau 1 suivant (p. 908) ^donne l’énergie des transitions et les raie sd’électrons de conversion observées à l’aide des deux appareils précédents.

L’échelle des intensités relatives des raies d’élec- trons n’est donnée qu’à titre indicatif et n’a pas ^été utilisée pour le calcul des rapports expérimentaux

des coefficients de conversion. Son imprécision ^vient

de la difficulté à délimiter sur nos spectres ^{la forme} précise ^de chaque raie, ^d’une part ^{à cause de} l’épais-

seur des sources qui élargit les raies et les fait se

chevaucher, ^d’autre part ^{à cause} du fond continu

sous les spectres ^{dû aux} positons émis lors de la décroissance de 188Ir, descendant du 188Pt.

Les rapports expérimentaux des coefficients de conversion ont été déterminés pour les transitions

principales indépendamment ^{les uns des autres.}

Pour les rapports K jL des transitions 140, ^{187 et}

195 keV, afin de vérifier la qualité de la décom-

position ^de chaque raie, nous avons utilisé le fait que les raies K ^{et L} de la transition 155,0 ^{keV du}

descendant 1880s, connue comme une transition E2

pure, ^sont visibles sur nos spectres. ^La comparaison

du rapport K jL 155 obtenu à partir ^{de nos} spectres (0,58 :Í: 0,05)’au rapport KIL théorique ^d’une

transition E2 pure (0,75) ^{a mis en évidence notre}

tendance à sous-estimer pour les raies K la pro-

portion ^de

queue de raie » due ^à la diffusion des électrons dans la source. Une telle correction, ^uti-

lisée avec réserve, ^{nous a} permis de lever certaines contradictions.

Ainsi la transition 187 keV, ^{dont nous} voyons les raies K, L, ⁺ L2 ^et L3 ^{est un} mélange MI + E2.

Le rapport L, ^-E- L2 jLg ^donne (5 :l: 1) % E2

alors que le rapport expérimental brut KIL ^donne

29 (± 6) % E2. ^{En tenant} compte de la correction

TABLEAU 1

précédente, ^le rapport KIL corrigé ^{donne 0 à}

20 % E2 ce qui ^devient compatible ^{avec la valeur}

trouvée par le rapport LI ⁺ L2/L3 ^{que nous consi-}

dérons cependant ^comme plus ^valable.

Coïncidences y - y. - Pour déterminer ^l’ordre

de succession des transitions nous avons effectué des coïncidences lentes _y

_Y- avec deux cris- taux INa de 1,5 ^{X 1 inch. montés sur des}

PM Dumont 6292. L’appareillage classique ^{de coïn-}

cidences avait un temps de résolution

Des difficultés sont apparues, d’une part ^{du fait}

que les principales raies ^{y, 194 et 400} .keV, ^sont complexes ^et correspondent chacune à deux tran-

sitions, ^d’autre part du fait que la ^croissance

’de 188Ir, descendant du platine, conduit à un

spectre ^{y de haute} énergie dont le fond Compton ajoute ^aux coïncidences cherchées toutes les coïnci- dences observées sur 1880s.

Après ^avoir soustrait les coïncidences ^dues

à 1880s, ^{il ne nous est rèsté aucun} renseignement exploitable. ^Les seules conclusions que ^nous pou-

vons tirer de ces essais sont : les deux transitions 187 et 195 keV ne sont pas ^en coïncidence l’une

avec l’autre ; ^{ces deux} transitions ne présentent ^pas

de coïncidences marquées ^{avec une autre} transition.

Coînoidences g

y.

La source mince de pla-

tine étant placée à l’intérieur du spectromètre g Slatis-Siegbahn, ^le champ magnétique ^est réglé ^de façon à focaliser sur le délecteur g (mince ^cristal d’anthracène) ^une certaine raie d’électrons de con-

version. Les photons ^{y sont} détectés par ^un petit

cristal 1 Nà (1,7 ^X 1,7 cm) placé derrière la _source, dans l’enceinte du spectromètre. Deux conduits de lumière traversant chacun une pièce polaire

relient les deux cristaux à des PM 56 AVP placés

hors du spectromètre. ^Les impulsions ^{venant d’une}

raie d’électrons d’un côté, ^du spectre ^{y entier de} l’autre, ^sont introduites dans un circuit classique

de coïncidences lentes.

La petite dimension du cristal 1 Na, ^nécessitée

par le passage ^{à travers} la pièce polaire, ^{conduit à}

une résolution de 17 % ^{et donne un} spectre y dont

la mauvaise définition se répercute ^{sur le} spectre

909

des coïncidences. Sans pouvoir l’affirmer d’une façon certaine, ^{nous donnons comme très} probables

les coïncidences suivantes : transition 42 keV coïn- cide avec 140 keV, ^{380 ou 420} keV ; ^transition

54 keV coïncide avec 140 keV, ^{380 et 420} keV ;

transition 140 keV coïncide avec environ 180 keV (?) ; transition 382 keV coïncide ^avec 42 et 54 ke v .

Esquisse d’un schéma des niveaux de 188Ir.

Avec les résultats incomplets que nous avons obte-

nus nous n’avons _pu que placer ^les principales ^tran-

sitions sur deux schémas (fig. ^{3 et} 4) qui ^résument

les variantes possibles.

Les transitions 187 et 195 keV, qui ^{ne coïncident}

pas ^entre elles, doivent conduire au niveau fonda-

FIG. 3.

Fm. 4.

mental de 188Ir, avec deux variantes possibles : ^soit

deux niveaux excités, 187 ^{et 195} keV, alimentés par

capture ^K indépendamment ^{l’un de l’autre, soit un}

seul niveau excité, 195 keV, ^{désexcité en} parallèle

par les transitions 195 ^et 187 keV, ^{cette dernière}

suivie d’une transition de 7,5 keV que l’appareil- lage ^{dont nous} disposions ^ne permettait pas ^de mettre en évidence.

Environ 80 % ^des désintégrations partant ^du

niveau fondamental du 188Pt, caractérisé par 0 +, aboutissent aux niveaux 187 et 195 keV (ou ^au

seul niveau 195 keV). ^Le spin ^{et la} parité ^{de ces} (ou ^de ce) ^{niveaux sont donc 1 -.}

Le niveau fondamental de 188Ir peut ^{être carac-}

térisé par 0 -, 1 -, ²

D’après ^le spin ^du

niveau fonfamental du 77e proton (3/2 ^{191Ir et} 193Ir) ^et celui du 111 e neutron (5/2 18?Os) ^{la valeur}

0

n’est pas possible. D’après ^{des mesures faites}

sur nos spectres, ^{il semble} qu’il n’y ait pas, ^ou très peu, de désintégrations de 188Ir aboutissant direc- tement au niveau fondamental de 1880S, ^la plupart

de ces désintégrations atteignant ^{le niveau} 155,0 ^keV (2 +). ^{Il est donc} plus plausible de choisir pour le niveau fondamental de 188Ir la ^{valeur 2}

D’après ^son intensité la transition 54,6 ^{keV doit}

aboutir au niveau fondamental à partir ^{d’un niveau}

excité de 54,6 ^keV caractérisé par 1- ^ou 2 -.

Les transitions 42, ^{382 et 424} keV, qui ^coïncident

avec la transition 54,6 keV, ^se placent ^au=dessus

d’elle en remarquant que la transition 424 keV

correspond ^{à la somme 42 keV} + 382 keV. Il ^en résulte la possibilité des niveaux excités 436 ^et 478 keV, ^{ou la} variante ^{96 et 478 keV.}

La transition 140 keV correspond, dans la limite des erreurs à la différence des niveaux 195 ^et

54,6 ^{keV. Dans cette} position ^les intensités sont

,

satisfaites mais non les résultats des coïncidences.

Sur les figures ^{3 et 4} l’emplacement des transi- tions figurant ^en pointillé n’est donné qu’à ^titre

indicatif.

Je voudrais exprimer ^{ici ma} profonde ^reconnais-

sance à M. le Professeur Jean Teillac qui ^{a bien}

voulu m’accueillir dans son laboratoire. J’adresse

particulièrement ^mes remerciements à Mme Nadine

Marty qui ^a dirigé ^{de bout en bout ce travail et}

dont les conseils et les avis m’ont été si fructueux.

Je remercie aussi M. Jean Merinis de m’avoir prêté

son installation de séparation par volatilisation des chlorures.

Manuscrit _reçu le 8 juin ^1962.

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BIBLIOGRAPHIE

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