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Submitted on 1 Jan 1961
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Étude par détection du rayonnement γ des fonctions d’excitation de réactions produites par des protons dans
51V
Y. Cassagnou, J.M.F. Jeronymo, C. Levi, L. Papineau, D. Stanojevic
To cite this version:
Y. Cassagnou, J.M.F. Jeronymo, C. Levi, L. Papineau, D. Stanojevic. Étude par détection du rayon- nementγdes fonctions d’excitation de réactions produites par des protons dans 51V. J. Phys. Radium, 1961, 22 (10), pp.604-607. �10.1051/jphysrad:019610022010060401�. �jpa-00236518�
La dépendance des sections efficaces trouvées ici et ailleurs [1, 3, 5] n’a pas encore pu être expliqué3
en détail par la théorie. Évidemment le phénomène
est très complexe, car il y intervient des processus
d’évaporation nucléaire et des processus directs,
et en général l’on n’en connait pas les valeurs rela- tives. En plus il faudrait discuter toutes les réac-
tions (n, p), (n, ce), etc. ensemble. Mais, pour le
faire, il nous manque encore d’autres résultats expé-
rimentaux.
BIBLIOGRAPHIE [1] COHEN (A.) et WHITE (P. H.), Nucl. Physics, 1956, 1, 73.
[2] BAYHURST (B. P.) et PRESTWOOD (R. J.), LA-2493,1961.
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326.
ÉTUDE PAR DÉTECTION DU RAYONNEMENT 03B3
DES FONCTIONS D’EXCITATION DE RÉACTIONS PRODUITES PAR DES PROTONS DANS 51V Par Y. CASSAGNOU, J. M. F. JERONYMO, C. LEVI, L. PAPINEAU et D. STANOJEVIC,
C. E. N., Saclay.
Résumé. 2014 La suite des niveaux de 51Cr a été établie jusqu’à 3 MeV d’excitation, ainsi qu’un
schéma partiel de désexcitation. Les fonctions d’excitation des rayonnements 03B3 présentent une
structure résonnante ; l’espacement moyen des niveaux de 52Cr à 14,8 MeV d’excitation a été évalué à environ 1 ke V. La section efficace totale 51V(p, n) 51Cr à 4,26 MeV de protons a été trouvée
égale à 220 ± 30 mb.
Abstract. 2014 Levels up to 3 MeV excitation in 51Cr are given and a partial disintegration scheme
is obtained. The excitation functions of 03B3 rays show a resonant structure. The mean level
spacing of 52Cr at 14.8 MeV excitation was found,to be about 1 keV. Total 51V(p, n)51Cr cross
section determination at 4.26 MeV proton energy gives 220 ± 30 mb.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961, PAGE 604.
Nous avons étudié, par détection du rayon- nement y, les fonctions d’excitation, de 1,5 MeV à
5 MeV, d’un certain nombre de réactions partielles 51V(p, n)51Cr aboutissant aux différents niveaux de 51Cr..
En bombardant une cible de 51V par des protons,
nous pouvons observer le rayonnement y provenant
des 3 réactions suivantes : 51V(p, p’)51V, _ 51V(p, Y)52Cr, 51v(p n)51Cr.
Nous avons effectivement observé les rayon- nements suivants :
- un rayonnement de 320 keV (1er niveau excité de 51V) ;
--- à basse énergie les rayonnements correspon- dant à la désexcitation des 2 premiers niveaux de 62Cr, provenant de la réaction (p, y) ;
2013 un
spectre non résolu de y de capture ;
- 9 rayonnements y (0,75 ; 1,15 ; 1,35 ; 1,47 ; 1,56 ; -1,94 ; 2,4 ; 2,75 ; 2,9 MeV) provenant de la
réaction (p, n) et correspondant à la transition
directe des niveaux excités de 51Cr au niveau fonda- mental.
Nous avons pu identifier ces rayonnements
comme provenant de la réaction (p, n) par les seuils de réaction ; ils sont en bon accord avec les
résultats antérieurs obtenus par détection des neu-
trons [1], [2] auxquels nous avons ajouté les 2 ni-
veaux à 2,75 MeV et 2,9 MeV.
Nous ne séparons pas les rayonnements y corres-
pondant aux deux doublets de niveaux situés au voisinage de 2 MeV et de 2,4 MeV. Nous ne pouvons pas dire si cela est dû à notre résolution ou à l’ab-
sence de transition directe allant à l’état fonda- mental.
Nos cibles de vanadium étaient déposées sur une
feuille d’or. Nous avons utilisé ce fait pour moni- torer les courbes d’excitation par l’excitation cou-
lombienne du niveau à 277 keV de 197Au.
Nous avons effectué les mesures entre 1,5 et 3,5 MeV à l’aide d’une cible de 630 ug/cm2 avec des
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010060401
points espacés de 40 keV et de 3 MeV à 5,1 MeV à
l’aide d’une cible de 470 yg/cm2 en espaçant les
FiG. 1. - Schéma partiel de désexcitation.
points de 20 keV. Les photomultiplicateurs équipés
de cristaux NaI de 44,45 mm X 50,8 mm étaient placés à 600 du faisceau incident.
Nous avons pu analyser les surfaces des pics cor- respondants à 8 rayonnements y et en tracer les fonctions d’excitation. Les corrections de rende- ment ont été effectuées en supposant l’émission y
isotrope ce qui a été vérifié par la distribution angu-
laire des rayonnements de 750 keV, 1 150 keV, et
de la somme du spectre. -
Pour atteindre les fonctions d’excitation des réac- tions partielles 51V(p, n)51Cr* il faut pouvoir corri-
ger des cascades les rayonnements y observés, donc
établir le schéma de désexcitation des niveaux de 5lCr. Pour ce faire, nous avons effectué des mesures
de coïncidences y - y à un certain nombre d’éner-
gies de protons. Nous avons pu effectuer ces me-
sures en utilisant un temps de machine raison-
nable, et sans émettre aucune hypothèse préalable
sur les cascades possibles, grâce à l’analyseur-enre- gistreur à bande magnétique à 2 fois 63 canaux.
Actuellement nous pouvons donner les rensei- gnements sur ce schéma de désexcitation, portés
sur la figure 1. Les .cascades et les rapports d’em-
branchement sont établis jusqu’au niveau à
1560 keV.
On peut remarquer que les niveaux à 1 560 et 1 470 keV cascadent l’un sur le 1°r, l’autre sur le
2e niveau excité et qu’il n’y a pas de transition
FIG. 2. - A : Réaction biV(p, n)5lCr. Fonction d’excitation du rayonnement y de 750 keV.
B : Réaction 51V(p, Yj b2Cr. Fonction d’excitation de la somme du rayonnement y détecté d’énergie > 4,8 MeV.
606
entre le 2e et le 1er niveaux, ni entre les niveaux qui les alimentent. Il est possible que ce doublet se
retrouve à /"’8oJ 2 MeV et à - 2,4 MeV et que nous soyons en présence de deux séries indépendantes de
niveaux. Pour les niveaux supérieurs nous avons, pour l’instant seulement, l’indication des cascades les plus importantes, l’une par l’intermédiaire du niveau à 1 470 keV l’autre par celui de 1 150 keV, qui viennent de l’un des deux niveaux vers 2,4 MeV (sans douté du niveau à 2,35 MeV).
Fie. 3. - Fonctions d’excitation des rayonnements y émis dans la réaction 51V(p, n) 51Cr.
Ey MeV : a = 1,15 ; b = 1,94 c = 2,4 ; d = 2,75.
Lorsque toutes les bandes magnétiques enregis-
trées seront lues, nous pensons pouvoir établir le
schéma de désexcitation complet des 11 premiers
niveaux de 51Cr et atteindre les sections efficaces
partielles de la réaction (p, n).
En attendant nous présentons donc seulement les fonctions d’excitation des rayonnements y.
La figure 2 représente une fonction d’excitation
typique, celle du rayonnement y de 750 keV (pro-
venant essentiellement du premier état excité), la
courbe en pointillé représente la fonction d’exci- tation du rayonnement y d’énergie > 4,8 MeV pro- venant de la réaction 51V(p, Y)52Cr. Ces deux
courbes ont une structure résonnante très marquée;
leur comparaison montre que cette structure doit être liée au noyau composé 52 Cr.
La figure 3 représente quatre autres fonctions d’excitation, celles des rayonnements de 1,15 MeV, 1,94 MeV, 2,4 MeV et 2,75 MeV ; on y voit l’identi- fication à l’aide du seuil de production. Les acci-
dents visibles sur toutes ces courbes ont une lar- geur de l’ordre de grandeur de l’épaisseur de la
cible. Nos résultats concordent très bien avec la forme des courbes d’excitation obtenues en 1951 par Baker et al. [3] qui détectaient sans sélection
d’énergie les neutrons d’une part, le rayonnement y d’autre part. Malgré les précautions avec lesquelles
les auteurs donnaient un espacement moyen de niveaux de , 65 keV, ces « pics )) ont été reportés
comme résonances dans les compilations de niveaux.
Un tel espacement de niveaux nous paraissait très grand étant donné l’énergie d’excitation atteinte
FIG. 4. - Réaction b1V(p, n) blCr.
Analyse fine d’une « bosse » de la courbe d’excitation du rayonnement y de 1 15C keV.
dans le noyau composé 2452Cr28 (énergie de séparation
du proton 10,5 MeV), même si on tient compte de
la couche fermée de neutrons.
Nous avons analysé un de ces « pics » (.Ep = 4,15 MeV) avec une cible de 33 ug/cm2 (2,3 keV) en faisant des mesures tous les 2,2 keV.
Les résultats de la figure 4 montrent clairement
une structure plus fine ; on voit par comparaison
la fraction de courbe correspondante obtenue avec
la cible de 470 ,g/cm2 (32,7 keV) et en pointillé la
reconstitution d’une courbe cible épaisse.
Notre résolution (2,8 keV) est insuffisante pour déterminer avec précision le nombre de résonances isolées. Nous pouvons dire que l’espacement moyen
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des niveaux de 52Cr autour de 14,8 MeV d’excitation est inférieur à 6 keV et sans doute compris entre 1
et 6 keV. L’ordre de grandeur de l’espacement des
niveaux semble parfaitement compatible avec la
valeur d’environ 1 keV calculée à partir de la for-
mule de Newton [4] tenant compte des effets de couches.
Enfin nous avons pu déterminer pour En = 4,26
MeV la section efficace totale 51V(p, n)51Cr en uti-
lisant le rapport des sections efficaces du 2e état
excité et de l’état fondamental obtenu par temps de
vol de neutrons (2). Notre valeur de 220 ± 30 mb
est en bon accord avec celle de 210 ± 30 mb obte-
nue par Taketani et Alford [5].
BIBLIOGRAPHIE
[1] FERGUSSON (A. T. G.) et PAUL (E. B.), Nuclear Physics,
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[4] NEWTON (T. D.), Canad. J. Phys., 1956, 34, 804.
[5] TAKETANI (H.) et PARKER ALFORD (W.), N. Y. O. 9087,
1960.
EXCITATION DU DEUXIÈME NIVEAU DES 64Zn 66Zn ET 68Zn PAR DIFFUSION INÉLASTIQUE DE PARTICULES 03B1
C. E. N., Saclay.
Par R. CHAMINADE, M. CRUT, H. FARAGGI, D. GARRETA, J. SAUDINOS et J. THIRION,
Résumé. - Une étude des distributions angulaires des particules 03B1 excitant le deuxième niveau 2+ des isotopes 64Zn, 66Zn, 68Zn a été entreprise à l’aide du faisceau de particules 03B1 de 43 MeV
du cyclotron de Saclay. La comparaison de ces distributions angulaires avec celles des particules 03B1
diffusées élastiquement montre que pour 64 Zn et 66Zn la transition (0+ ~ 2+) n’est pas directe, mais doit être interprétée comme une double excitation. Pour 68Zn les deux processus (direct et double excitation) sont compétitifs.
Abstract. 2014 A study of the angular distributions of alpha particles exciting the second 2+
state of 64Zn, 66Zn, 68Zn was made, using the 43 MeV alpha particle beam of the Saclay cyclotron.
Comparison with the elastic angular distributions shows that in the cases of 64Zn and 66Zn the transition (0+ ~ 2+) is not direct, but should be interpreted as a double excitation process. For 68Zn the two processes (direct and double excitation) compete.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961, PAGE 607.
Dans des études préalables [1] il a été montré que, lors de la diffusion inélastique de particules alpha de moyenne énergie, les niveaux de type
collectif étaient préférentiellement excités. Les dis-
tributions angulaires des alpha diffusés inélasti- quement excitant ces niveaux, présentent des oscil-
lations dont les propriétés sont les suivantes : 1. Dans le cas où l’excitation du niveau est à un
phonon, les formules de la théorie de la diffusion
inélastique diffractionnelle de Blair sont appli-
cables fil. (Diffusion par une sphère noire de rayon La section efficace différentielle est alors repré-
séntée comme une somme de carrés de fonctions de Bessel d’ordre pair pour l’excitation d’un niveau de parité + et d’ordre impair pour l’excitation d’un niveau de parité -, l’argument intervenant dans
ces fonctions étant le même que celui intervenant dans da /d S2 = IJ1(2kR sin 6 /2) /2kR sin 6/212, sec-
tion efiicace différentielle élastique.
La parité du niveau excité se déduit immédia- tement des propriétés des fonctions de Bessel. Si les oscillations de la distribution angulaire associée
sont en phase avec celles de la distribution angu- laire des alpha diffusés élastiquement, le niveau
est de parité -, si au contraire il y a opposition de phase, le niveau est de parité +.
Ceci est bien vérifié pour tous les premiers ni-
veaux 2 + ou 3- étudiés jusqu’à présent.
2. Dans une étude récente de l’excitation du ni-
veau 4 + à 2,5 MeV du 58Ni et à 2 MeV du 56Fe,
on constate que les oscillations des distributions
angulaires associées à ces niveaux sont en phase
avec celles de la distribution élastique [2], en con-
tradiction avec ce que prévoit l’application directe
de la théorie de Blair précédente. Or, dans le modèle vibrationnel, ces niveaux 4 + seraient dus à une excitation à deux phonons, et la section efficace différentielle calculée par la méthode du paragraphe précédent n’est plus applicable.
