Intensités absolues des rayonnements émis par 52V

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Intensités absolues des rayonnements émis par 52V

R. Bouchez, G.-A. Renard

To cite this version:

LE

JOURNAL

DE

_PHYSIQUE

ET

LE RADIUM

INTENSITÉS

ABSOLUES DES RAYONNEMENTS

ÉMIS

PAR 32V

Par R. BOUCHEZ et G.-A. RENARD.

Laboratoire de Chimie nucléaire.

Collège

de France. Paris.

Sommaire. 2014 Le

rapport des nombres absolus de _photons de _1,5 MeV et d’électrons émis au cours

de la désintégration 03B2 de 52V a été trouvé égal à 0,65 ± 0,1.

Nous avons mis en évidence un _{groupe d’électrons} mous _{pouvant provenir} de la conversion interne

d’un rayonnement y d’environ 250 keV. Ce rayonnement pourrait être émis lors d’une transition

isomérique du 52V.

SÉRiis VIII. TOME VIII. N° 10. OCTOBRE 19~7.

’

1. -- Introduction..

Le nuclide 52V radioactif

_~~-

a été mis en évidence

par Fermi

[ 1 1

avec une

_période

de

_{3,7 5}

mn; Walke

_[2]

trouve une

_période

de

_(3,9

-!--

_o,r)

mn.

L’étude de ce _noyau a été

_reprise

au

_Collège

de

Franche. T. Yuasa

_[3],

_{par la} méthode ae la

_chambre

de

Wilson,

obtient un

_spectre

_p-

_simple

dont

_l’énergie

maximum

est 2,7

1~’reV;

elle observe

_également

des

paires

d’électrons de matérialisation

_{correspondant}

à des

_photons

_y de

_{( 1, 5}

±

_{0,1) MeV.}

Martelly [4]

confirme

la

_période

de 52V trouvée par Fermi en ohtenant

(~,7~~

±

_0,01)

man ; il mesure

l’énergie

du

_rayonnement

y par

absorption

dans

Fe,

Cu et

Pb et

trouve

_(i,~i5

~-

_o,o5)MeV.

Par

numé-ration des

photons

à l’aide d’une

chambre

d’ioni-satin

[5],

et _par numération des électrons à l’aide

d’un

_compteur

de

_{Geiger-Müller,}

il détermine le

nombre de

_photons

_{émis par}

_{chaque désintégration}

et le trouve voisin

de 1 /3.

Employant

les méthodes de I)unworth

_[6]

et

de

_{Norling [7],}

G. A. Renard

_[8]

étudie ensuite la

relation entre les

_{rayonnements ~}

et y. Il trouve

des coïncidences

_g-y.

En absorbant le

rayon-n emerayon-nt

3

le nombre de coïncidences

_p-y

_par

_{rayon [3 ~}

..

reste constant

_{(fin. i).}

Si l’on, _{suppose le}

_spectre

simple

et le

_rayonnement

_y

_uniquement

_composé

de

_photons

de 1,5 MeV environ

_chaque

émission

-est alors

_accompagnée

d’un

_photon.

Ce résultat

est en

_désaccord

avec celui de

_Martelly.

Pour la numération des

_photons

nous avons utilisé le même

_dispositif

_que

_Martelly.

Pour la numération

des électrons nous avons déterminé

_l’angle

solide

effectif du

_compteur

_{a :}

dans une

_première

série de mesures _par

_comparaison

avec des sources étalons de

_RaE,

dans une deuxième

série,

par

l’emploi

de la méthode des coïncidences.

En outre nous avons mis en évidence un _groupe

d’électrons mous à l’aide d’un

compteur g

à

_paroi

mince. L’étude de

_l’origine

de ce

_rayonnement

mou a été

_entreprise

en effectuant des

coïnci--dences

_pp

et des coïncidences yy. Nous avons

_essayé

aussi d’observer un

_{rayonnement y}

_responsable

de

ces électrons en étudiant la variation des

coïnci-dences en fonction de

_{l’absorption}

_du

rayon-nement _y et en utilisant 1? méthode de l’effet de transition.

,

II. -

Appareillage.

Les

_compteurs.

-- 1°

_Compfeurs

_{à rayons}

_.

--Compteurs

à _{coque d’Al}

_{(fig. 2) remplis}

d’un

_mélange

de 1 o _pour 100 d’alcool _{et go pour} 100

_d’argon

(pression

totale iocm de

_1-Ig).

Ces

_compteurs

ont

les

_{caractéristiques}

suivantes : seuil _goo

V,

point

de

fonctionnement 1000

_Y,

_longueur

du

_palier

200

_V,

pente

du

_palier

i _pour 1 oa _pour

_Les

_paliers

ont été déterminés à intervalles

_réguliers,

et des

mesures d’étalon ont

_toujours

encadré nos

expé-riences.

290

2~

_Compteurs

_{il rayons y.} -

Compteurs,

à coque

de Cu

_(variant

de o, mnm â,

2,4

mm),

de dimensions

semblables aux

_compteurs

à

_{rayons [3}

et de

caracté-ristiques comparahles.

----

a. Courbe d’absorption du _rayonnement de 52V, dans l’Al. ’

b. Nombre de coïncidences par rayon ~3, en fonction

de _{l’absorption} du rayonnement ~.

3~

_Compteurs

à

_paroi

rr2ince. -

Compteurs

compre-nant me _{coque de i} mm de Cu

_percée

d’une fenêtre

de 1 cm2 environ et recouvert d’une feuille d’Al

de

_4,9

_mg/cm2.

Mêmes

_{caractéristiques.}

_{Mouvement propre :} 20 à ?5

_coups/mn.

Amplificateur

à cGÍncidences.

Syslènle

de

numé-ration. -

Amplificateur [gj

construit en _{série par}

les soins du C. E. A.

_(1).

_Système

de numération

comprenant

un numérateur

_rapide

_[g],

et une échelle

de mille

_[10]

construite _{par le C. E. A.}

_{1.,.’étalonnage}

(~) .Commissariat Français à

_l’Énergie

_Atomique.

du

_système

de numération a été faite à l’aide des

radioéléments,

12V

_{(3,jfi mn)}

et 1281

Les

_pertes

clues au

_compteur

ont été déterminées

expérimentalement.

Elles sont

_{négligeables jusqu’au}

taux de

_comptage

de

_{Ioooo/;mn qui}

n’a _pas été

dépassé

au cours de nos

_{expériences.}

Chambre d’ionisation. - Nous _avons utilisé

une

chanibre d’ionisation

_(2~

reliée à un

_{amplificateur}

Fig. 2. -

Compteur de Geiger-Müler à rayons (coque Al

o, mm _{d’épaisseur,} fil tungstène o, mm; a, a’, rondelles

de _{b’, pièces} de garde; c, fiche banane; d, tub3 de remplissage).

à

_lampe

électromètre.

L’ensemble de

_l’appareil

avait été construit et _{étalonné par Savel}

_[5].

La

précision

de la méthode est de l’ordre de 5

à jo _pour 100. Cet

_appareil

_permet

de mesurer des

courants

_jusqu’à

une intensité de i o-6 u. e. s. Avant

et

_{après chaque}

mesure, une mesure d’étalon due Ra

a été effectuée.

III. - Résultats

expérimentaux.

A. Détermination du nombre _{de rayons}

_{y et}

d’électrons émis _par 52V. - Un sachet de

cello-phane

contenant i à 2 _{g de} est

bombardé

pendant

1 o mn _par des neutrons lents.

_Après

_chaque

irradiation une

_quantité

variant de

o,5

à i _g sert

à déterminer le nombre de

_photons

_y;

simultanément

quelques

milligrammes

sont

_prélevés

_{pour l’étude} du nombre d’électrons.

_(Les

irradiations ont été

effectuées à l’aide du

_cyclotron

du

_Collège

de

_1?rance.)

Al.

DÉTERMINATION DU NOMBRE DE PHOTONS y"

--10 Méthode de la chambre d’lonisation. -

L’oxyde

de vanadium actif est introduit dans un

_cylindre

de verre fermé à une

extrémité

par une feuille de

cellophane

mince de 3 °

Le nombre de

_photons

y s’obtient à

partir

due

l’intensité totale

_produite

dans la chambre

d’ioni-sation _{par le}

_rayonnement

_global

_(p

et

_y).

Cette intensité a été

trouvée,

avec notre

_dispositif

expéri-mental,

environ,

_cinq

fois

_plus

_grande

_que celle

produite uniquement

par le

rayonnement

y.

Le nombre

_Ny

de

_photons

est lié à l’intensité I (~) Chambre _{remplie d’Argon} à une _pression de 8 _kgjcm2, fermée par une fenêtre d’Aï’ de 15/1 ooe de millimètre

qu’ils produisent

par la relation

dans

_{laquelle :}

’

N q,

nombre de photons par minute, par gramme

de _V201 et à la fin de l’irradiation

_pris

comme _temps

zéro;

I, intensité

_extrapolée

au

_{temps t}

~ o;

P,

poids

de matière utilisé dans

_{l’expérience}

et

exprimé

en

_{milligrammes;}

.K, efficacité de la chambre pour le

rayonnement

étudié. On l’obtient à

_partir

de la courbe donnée par Savel

W,

énergie

du

_rayonnement

y;

,x, 7,, coefficients

d’absorption

par effet

photo-électrique,

de matérialisation et

_{d’absorption}

vraie par effet Compton;

a,

absorption

du

_rayonnement

_{y entre} la source et le _gaz de la _chambre;

A, constante

_{indépendante}

du rayonnement y,

dépend

uniquement

de

_l’angle

solide _utilisé, des dimensions

de la chambre _{d’ionisation,} de la

_pression

et de la

nature du _gaz

_qu’elle

contient.

Dans le cas d’un

_rayonnement

_y

_simple

de

_{1, ~}

MeV l’erreur relative moyenne sur

_Ny

est de l’ordre

de 1 o à I ~ pour ioo. Les résultats des mesures sont

indiqués

dans le Tableau

1,

colonne 1 dans le cas

où _{l’on suppose} un

_photon

y de

i,,5MeV

émis par

désintégration

(hypothèse

1)1

TABLEAU I.

2° Méthode de N.

_Alarty.

-- La

détermination

du nombre absolu de

_photons

a été effectuée

_également

à l’aide d’un

_conipteur

- de 1,2 nlP1 Cu

_(épaisseur

suffisante pour arrêter les électrons _{émis par}

_52V).

Le rendement du

_compteur

_{pour le}

_rayonnement

étudié a été obtenu en utilisant la méthode de

N.

_Marty

_[11].

Cet auteur a bien voulu effectuer

à l’aide de son

_dispositif

_quelques

mesures

simulta-nément aux nôtres. Ses résultats sont en accord avec ceux _{obtenus par la méthode} de la chambre d’ioni-sation.

A2.

DÉTERMINATION DU NOIIBRE D’ÉLECTRONS A

L’AIDE D’UN COMPTEUR A PAROI D’AL DE

_1/loe

DE MILLIMÈTRE D’ÉPAISSEUR. - Le nombre

d’élec-trons émis par le 52V et le nombre

_{d’impulsions}

mesuré au

_compteur

_{sont liés par la relation}

dans

_{laquelle (3) :}

N, est le nombre

d’impulsions mesuré,

déduction faite

des électrons secondaires dus aux _{rayons y,} des

électrons réfléchis par le

_support

de source et les matériaux environnant le _compteur, du mouvement

propre;

Ne, nombre d’électrons _{émis par les atomes} de 52V dans les mêmes

_conditions;

,

angle

solide moyen;

ix

(3) Toutes ces valeurs s’entendent pour l’activité de i _g

de V205 par minute à la fin de l’irradiation prise comme _origine

292

p,

probabilité

de détection d’un électron

_ayant

pénétré

à l’intérieur du

_compteur;

a,, coefficient de transmission tenant

_compte

de

l’absorption

des électrons dans la matière même de la source et la

_paroi

du _compteur.

‘On estime le nombres

d’impulsions

dues aux

élec-trons secondaires

_produits

_par le

_rayonnement

_{y de}

la m,anière suivante : On canalise les électrons à t’aide

d’un écran d’Al

_{d’épaisseur}

suffisante pour les arrêter

ct

_percé

d’un trou de

_quelques

millimètres de

dia-mètre. Soit

_NI

le nombre de

_coups/minute

ainsi

mesuré,

on

rempla,ce

l’écran d’Al par un écran

_plein

de même

épaisseur;

soit

_N2

le nouveau nombre de

coups/minute

mesuré. En

_supposant

_que le nombre

d’électrons secondaires créés dans les deux écrans est le

même,

_{Nz représente}

la contribution dans le

nombre

NI

du mouvement propre et des électrons

secondaires dus au

_rayonnement

_y.

Lorsqu’il

n’est pas

possible

de canaliser on estime

le nombre

_{d’impulsions produites}

par les électrons secondaires créés

_uniquement

dans la

_paroi

du

compteur

à

_partir

de la courbe

_{d’absorption}

du

rayonnement

(p

+

y).

Dans ce dernier cas avec un

rayonnement

y de

1,5 1B1e V,

N2

est

_négligeable

devant

J ,1 -v~

l : 10-’" pour un

_compteur

à

paroi

d"Al de

_i/ioe

de millimètre

_{d’épaisseur.}

Ces deux

méthodes clonnent des résultats concordants. En

ce

_qui

concerne les électrons

_réfléchis,

on diminue au

_maximum

leur

_nombre,

d’une

_part,

en

dépo-sant actif dans une cuvette formée d’un cadre

mince de

_{plexiglas percé}

d’un trou au fond

_duquel

est tendue une feuille de

_cellophane

de 3

_rng/cnx2.

(On

n’utilise aucun matériau pour couvrir la source,

celle-ci étant

_employée

en

_position

horizontale);

d’autre

_part,

on évite le

voisinage

d’éléments

lourds autour du

_compteur

_(le

mouvement _propre

qai

était sous

_plomb

de 8

_cm/mn

atteint dans ces

conditions environ ~l ~

_cm/mn).

6fe est _{estimé par}

extrapolation

à zéro du début de la courbe

d’absorp-tion tracée en utilisant des écrans d’Al

_placés

_près

de la

_paroi

du

_compteur.

On trouve avec un

compteur

d’Al de

i /ioe

de millimètre

_{d’épaisseur}

o

ae rv go pour joo. On

détermine ; ^

_p ü _{7 en}

.

utilisant

_plusieurs

sources de référence d’intensité

comparahle

à celle du ~V. Celles-ci sont des sources

de RaD + RaE + Po en

_équilibre

de

régime

et

dont on a mesuré le

_rayonnement

a du

Po;

l’on

admet

_qu’un

rayon a

corresponrl,

à une

désinté-gration

Ç3

du RaE

_{(ce qui}

est exact à 2 _pour r o0

près

environ);

elles ont été

_comparées

à deux sources

étalons

_(4).

L’intensité des sources utilisées est de

l’ordre due à

i /iooe

u. e. s.

Pour _comparer avec une bonne

_précision

l’acti-vité de 52V et de RaE on utilise des sources de

_V201

(4 ) Nous exprimons notre gratitude envers le Professeur I. Curie pour avoir mis à notre disposition ces _précieux étalons.

de dimensions très

_petites

_(ft

nini de

_diamètre)

et

d’un

_poids

de l’ordre de io celles de RaE

étant

_quasi

_ponctuelles

et

_déposées

sur un

_support

de

_cellophane

mince

_(5).

On a alors

No, nombre

_{d’impulsions}

_{par minute mesuré} en se

plaçant

dans les mêmes conditions

expérimentales

que pour le 5~V;

Nn, nombre d’électrons émis par minute dans fi x

par la source de RaE utilisée;

aR,

absorption

des

_{ra3Tons p}

du RaE dans la

_paroi

du

_compteur;

on la détermine par

extrapolation

à zéro du début de la courbe

_{d’absorption.}

Une série

de

_plusieurs

mesures donne

_{{4 ~~ -~- i)}

_pour 100.

Le nombre IVe cherché est donc

’

Les résultats des mesures sont

_indiqués

dans

le

Tableau

I,

colonne 3. La _moyenne

_pondérée

(Tableau

I,

colonne

₆₎

des

_rapports

/Î/J ,

dans

l’hypo--c

thèse 1 où _{l’on suppose} un _{rayon y par}

désinté-gration

~3,

est

1

Ce

_rapport

étant inférieur à

l’unité,

nous _essayons

de le déterminer _par une autre

méthode.

A5.

DÉTERMINATION DU NOMBRE D’ÉLECTRONS A

L’AIDE DE LA MÉTHODE DES COÏNCIDENCES. --- On

réalise des coïncidences en utilisant un

_compteur

de

1 jloe

de millimètre de AI

_{(compteur ~3)}

et un

compteur

de

_1,5

mm Cu

_{(compteur y).}

Le

_compteur

d’Al a une efficacité

_{pratiquement négligeable}

pour les

_photons

_y de

_1,5

_MeV,

celui de Cu est

_pris

d’une

épaisseur

suffisante pour arrêter tous les électrons.

La source est

_placée

entre les deux

_compteurs,

à des

distances telles que, le rendement du

_{compteur y}

soit

_grand

et les réflexions des électrons sur le

comp-teur y peu nombreuses. De

fait,

en utilisant une source

étroite,

située à des _{distances telles que les}

angles

solides

_{correspondants}

_p~

et

_pi

soient

environ 5.10-2 et 20 . I O-2

(en

supposant

p voisin

de

_l’unité),

le nombre

_{d’impulsions}

dans le

_{coinpteur p}

dues aux réflexions des électrons sur le

_compteur

y,

est _{environ de 8 pour} 100 _{pour le 52V} et le RaE. Soient

_NI

le nombre

_{d’impulsions produites}

dans

le

_compteur

_(corrigé

de l’effet des rayons y, du

mouvement _{propre, des}

_{réflexion,s),}

_N2

le nombre

d’impulsions

produites

dans le

_compteur

y,

_{N 12}

le

nombre de

coïncidences,

correction faite du

vement _propre, des coïncidences fortuites

_(6).

Si l’on suppose le

spectre g

simple

et le

rayon-nement y formé

uniquement

de

photons

de

1,5

MeV

couplés

aux

_particules

_3,

on

_peut

écrire

, . 1

N, est le nombre de

_{désintégration}

de _52V;

est le rendement du

_compteur

_y, se

décom-1

posant

en

pf,

angle

solide, UY’ efficacité du compteur y pour le

rayonnement

considéré.

La connaissance de

_p(1’

_permet

la détermination de

N;

on obtient

_pfi

en mesurant

N 12

et

_N2

La moyenne

pondérée

des valeurs obtenues est

d’où l’on déduit

or la valeur directe de

_p~

_{obtenue par}

_comparaison

à des sources de RaF d’intensité

_comparable

est

Ces valeurs sont _{des moyennes}

_portant

chacune sur

dix mesures. Elles ne se recouvrent _{pas. En}

rappro-chiant ce

_résultat,

_inexplicable

a

priori,

avec le nombre

,

7V

de

_photons

_{émis par électron}

‘’ =

o,fi5 -!- 0, J,

7.

et

_après

_{réétalonnage}

des sources de

RaE,

nous

concluons que

l’hypothèse

des

rayonnements

p

et y,

simples

et

_couplés

l’un à i’autre est insuffisante.

A4. DÉTERMINATION

DU NOMBRE D’ÉLECTRONS A

L’ A IDE D’UN COMPTEUR A PAROI D’AL DE

_4,9

’

-- Les valeurs

2013 ==

et

_p~

redeviennent

cohé-rentes si l’on

_prend

_pour ae un nombre

_plus

_grand

que l’unité. C’est-à-dire si l’on suppose que les

impulsions

N,

ne _{sont pas dues}

_uniquement

aux

électrons du

_spectre

_~3.

Nous avons réétudié le début de la courbe

d’absorp-tion avec le

_compteur

à fenêtre fermé _par une

_paroi

très mince. La courbe

_{(fig. 3)}

obtenue

_présente

dans ce cas une remontée du nombre

_{d’impulsions,}

à

_partir

de 5o

_mg/cnx2

environ,

due à un rayon-nement

_{électronique}

mou.

_L’énergie

maximum

de

ces électrons est

_estimée

_grosso modo à a5o keV. (g) Le nombre de coïncidences fortuites

_Nf

est donné par la relation 2 T _{N,N2, t} étant le _pouvoir de résolution

de _{l’amplificateur} à coïncidences = = 2. 10-8 mn; au cours

de ces _expériences nous avons _opéré à des taux de _comptage tels que

_IV~

était dans la _plupart des cas négligeable.

Une

_partie

de ces électrons traverse la

_paroi

du

compteur

de I Ir oe de

millimètre

d’Al

_augmentant

le nombre des

_impulsions

attribuées aux

_négatons

du

_spectre

_{continu p}

du

52V;

toutefois le

_nombres

d’électrons mous

_ayant

ainsi traversé la

_paroi

de _{1 1 oe n’est pas} assez considérable _pour les mettre

en évidence avec un tel

_compteur.

Fig. 3. -

Courbe _{d’absorption,} dans l’Al, du rayonnement

de 52V. En pointillé : extrapolation du spectre d’énergie

maximum 2,~ Me’V.

’

Il’après

la courbe

_{d’absorption}

on

_peut

estimer

le nombre d’électrons mous à environ ~5 pour 100

rayons ~

du

_spectre

continu.

Les

_expériences

suivantes ont été faites en vue

de

_déterminer

_l’origine

de ces électrons mous.

~3.

Étude

du _groupe d’électrons mous _par

les coïncidences

_p-p.

--

BI.

I)ISPOSITIF EMPLOYÉ.

- L’étude des coïncidences est

entreprise

avec

nn

_{dispositif symétrique}

_formé

de deux

_compteurs

identiques

à

_parois

d’Al de

_{1/1 oe}

de

millimètre

d’épaisseur (à

défaut de deux

_compteurs

à fenêtre

du

_type

décrit

_{plus haut).}

La source est

_placée

entre

les deux

_compteurs,

les

_angles

solides d’utilisation

étant très voisins et de l’ordre

_{de 7 . io-2}

environ;

les fausses coïncidences obtenues

_quand

un

_électron,

ayant

déclenché le

_premiers

_compteur,

est réfléchi

et vient déclencher le second

_compteur,

sont _peu

importantes :

elles ont

_cependant

été estimées

₍₇₎

à

partir

de sources de RaE d’intensités

_comparables

à celles du

52~1;

ces fausses coïncidences sont infé-rieures à une coïncidence pour iol

_a

dans un

des

_compteurs.

(’1) Nous avons _négligé dans ce te.me correctif la

294

B2.

MESURES. - Les

mesures obtenues sont

indiquées

dans le Tableau II. La _moyenne

_pondérée

des résultais est

~, ~ -~--

o,~~ coïncidences pour dans un des

_compteurs.

En étudiant d’autre

_part,

la variation de

~-YP~ 1

en fonction de

_{l’absorption}

du

rayonnement

en

_interposant

symétriquement

des

écrans entre source et

_compteur,

on _{observe que}

20132013

a tendance d’abord à décroître

puis

_augmente

}"s L)

ensuite poiir des

épaisseurs

d’écran siffisantes par suite de

_{l’apparition}

des coïncidences La

présence

des coïncidences ne

_permet

_{pas de}

préciser

davantage

la variation du

_rapport

TABLEAU II.

Si l’on _{suppose que les} électrons mous, dont une

partie

traverse la

_paroi

des

_compteurs

utilisés dans

cette

_expérience,

sont émis

_quasi

simultanément

aux

_négatons

du

_spectre

_{continu p}

du on

_peut

calculer la valeur de _{pour le}

_dispositif

utilisé

fl3

et _{la comparer à la valeur}

_{expérimentale.}

_Supposons

que la source émette N

_négatons

_primaires

et Nx électrons mous avec des coefficients de transmission

respectifs

a~ et ue, on

_peut

écrire

d’O11

Dans ces

_expériences

o _pour o0

près

pour les deux

compteurs.

Les

_quantités

_ap,

x, ae estimées à

partir

de

la

courbe

d’absorption

du

_rayonnement

_{électronique}

dans le

_compteur

à

_paroi

_{de 20 F.} d’Al‘ donnent :

_o,g5;

T - 25 25 pour pour 100; a> o.t)o. On Obtient : IV, 15

A’3

=== l é)

à o0 1 o-1, ce

_qui

est d’un ordre de

grandeur

supérieur

à la valeur

_{expérimentales.}

Les électrons mous et les

_négatons

du

_{spectre f3}

continu

ne sont _{donc pas émis}

_quasi

simultanément. Toutefois le

petit

nombre de coïncidences

observées

_pourrait

être dû à des

réflexions,

à une

sous-estimation du

nombre

des fausses coïncidences.

Dans les

_expériences

suivantes nous avons

_essayé

de mettre en évidence un

_{rayonnement y}

mou

dont la conversion

_partielle

serait

_responsable

des électrons mous observés.

C.

Étude

du

rayonnement

y. Variation du

rapport

avec

_{l’absorption}

du

_rayonnement

_y.

,

- .

-

C,.

PRINCIPE DE LA MÉTHODE. --

Supposons

un

_rayonnement

_Y dur et un

_rayonnement

_y mou.

Soient

_CI

et

_C2

les courbes

_{respectives d’absorption,}

Fig. I~. - Schéma de

l’absorption du rayonnement dans le Pb.

Cl rayonnement y de ~s5 MeV; C, rayonnement y de 0, 2 5 0 MeV

C, rayonnement complexe.

et C celle du

_rayonnement

_{global ( f g,}

_Le

rap-port

en fonction de

l’absorption

du

rayon-N

nement y

décroît

_{(courbe t’)}

suivant

_{C, ou C2}

selon que le

rayonnement g

est lié au

_rayonnement

_y

dur ou _y mou. Dans ces deux cas les courbes r et C

sont différentes. Elles sont confondues si le

rayon-nement

est lié à la fois au y dur et au y mou. Si

y mou n’existe _pas, les courbes

~’,

C et Cl sont

confondues.

C,.

MESURES ET INTERPRÉTATION, -- On

déter-mine les coïncidences à l’aide du

_dispositif

précédent,

mais la distance de la source au

_compteur

y

est

_augmentée

_pour

permettre

l’emploi

d’écrans

de Pb.

On trouve C!:1Je les courbes C et r

_{(fig. 5)}

sont

confondues. Ce résultat

_permet

de _supposer soit

que les deux

rayonnements

1~ sont liés au

rayon-nement

_~3,

soit _{que le}

_rayonnement

_y mou n’existe

pas.

Or,

d’après

la conclusion du

_paragraphe

précédent

les électrons mous ne sont _{pas liés} au

spectre ~3 continu,

il en est donc de même du

rayon-nement y mou associé. Nous sommes amenés à

conclure que le

_rayonnement

_y mou n’existe pas. Toutefois s’il avait une intensité inférieure à I o _pour 10o de celle du

_rayonnement

_y dur nous n’aurions _pu le mettre en évidence.

Fig. 5. -

Absorption du _rayonnement y de 5’V. Points :

rayonnement simple. Cercles et barres d’erreur : rapport

du nombre de coïncidences p-y au _{nombre de rayons ~.}

Afin de

confirmer

cette

_première

conclusion nous avons effectué deux autres

_{expériences :}

l’une par

l’emploi

des coïncidences Yy, l’autre en utilisant la

méthode

de l’effet de transition.

D. Intensité d~,

_rayonnement

y mou.

Étude

des coïncidences _y-y. - En éliminant le

rayon-nement

_{électronique}

_par un

_{champ magnétique.}

- Le

dispositif

réalisé est celui

_indiqué

_{par le} schéma

_(6).

Fig. 6. - Schéma du

dispositif d’étude

de coïncidences y dur, y mou.

°

Le

_compteur

_Cr

arrête tous les électrons issus de

S,

le

_{champ magnétique}

(5 zoo

gauss)

et les écrans

_{E 1}

et

_E2

_empêchent

les électrons de

_parvenir

en

_C~.

Le nombre de coïncidences obtenu est diminué du _{mouvement propre} et du nombre de coïncidences

fortuites. La connaissance de ce dernier nécessite

celle du

_temps

de résolution : de

_l’appareil

détecteur des coïncidences. Pour les taux de

_comptages

variables utilisés dans ces

_{expériences ( ~T1 N ~ . I a°}

et _par minute au

T a été

déterminé

en soumettant les

_compteurs

_C-1

et

_{C ,,}

6 à

des

_impulsions

_{indépendarrtes,}

Finalement nous avons trouvé

_(o,1

+

_~~,3)

coïnci-dences pour Ioe

_impulsions

dans le

_compteur

_C~,

ce

_qui

ne

_permet

_{pas de} conclure.

E. Intensité du

_rayonnement

_{"( mou;} méthode

de l’effet de transition

_Al,/Au.

- La méthode de

l’effet de transition utilise le rétablissement de

l’équilibre

entre le

_rayonnement

_y

_primaire

et _ses,

photoélectrons

secondaires

_quand

le

_{rayonnement y}

passe d’un milieu dans un _autre, ici de l’Al à l’Au. La source de

_photons

y est recouverte d’un écran

d’Al

_{d’épaisseur}

_supérieure

au _parcours des électrons

secondaires et l’on étudie

_{l’absorption}

de ce

rayon-nement

_complexe

_(y

_primaires

et électrons

secon-daires)

dans des écrans d’Au.

La forme des courbes obtenues

_dépend

du

dispo-sitif

_{expérimental}

_utilisé,

celui-ci a été étalonné par le

_rayonnement

y de keV

provengiit

de

Fig. 7. - Effet de transition AI - Au.

La

_{courbe (fig. 7)}

obtenue avec 52V

_{indique qu’il}

n’y

a _pas de

rayonnement

y mou ou du

moins,

s’il existe, que, son intensité est inférieure

à 1 o _pour 100 de celle du

_rayonnement

principal.

Ce

_qui

confirme notre

_première

conclusion.

IV. -- Discussion des

résultats

expérimentaux.

Nous avons résumé dans le Tableau III les

résul-tats

_{expérimentaux}

_que nous

_possédons

sur 52V.

Le

_rayonnement

_{électronique}

ne

_peat

être formé

de

_positons;

Yuasa observe en

_effet,

dans la chambre

Wilson,

des

_positons,

mais la

_proportion

du nombre de

_positons

_par

_rapport

au

nombre

de

_négatons

observés

est très inférieure à celle observéedans nos

expériences : quelques

unités _pour oc contre environ

25 _pour 100; -

en" outre,

les

expériences

effectuées à l’aide de la chambre d’ionisation a

_Argon,

en vue

de détecter un

_rayonnement

d’anihilation,

ont été

296

TABLEAU 111.

Nous devons

_également

éliminer

_{l’hypothèse}

d’un

_{spectre (3}

_complexe;

elle est

_incompatible

avec

les résultats de ’T.

Yuasa,

et, d’autre

_part,

le

_rapport

des

coïncidences

nombre

des g

détectés,

en fonction de

_{l’épaisseur}

d’écran d’Al

traversé,

devrait

varier,

or il est constant dans nos

expé-riences.

On est ainsi conduit à admettre que ce _groupe

électronique

est

formé

d’électrons de conversion interne

_produits

_par un

_rayonnement

_y mou

fortement converti.

Ce

_rayonnement

_{pourrait provenir}

d’un état métastable du 52Cr

_{(schéma I).}

Le nombre de rayons

{3

ou _{de rayons ~~} de

1,5

MeV devrait être inférieur

ou au

_{plus égal}

au nombre de rayons Y, mous et

d’électrons de

conversion,

ce

qui

est infirmé par nos

expériences.

Il ne reste

_plus

_que

_{l’hypothèse}

d’un

état

_isomérique

de ~2~~.

Étu de

de la transition

_isomérique

du 52V.

---Soient

_T,

et

_T2

les

_périodes

de la transition

isomérique

et de la

_{désintégration ~}

52V - 52Cr.

N 10

et

_N2,

les

nombres

_{de noyaux} 52V* et 52V

présents

au

_{temps t}

= _o, fin de l’irradiation.

N,

et

_N2

_{les nombres de noyaux 52V* et 52V}

présents

au

_{temps t après}

la fin de l’irradiation.

p et ~ _{p la}

proportion

des noyaux 52V* et 52V

formés à

_partir

_{de ~ 51V par} la réaction 5~V

_{(n y).}

Les

_expériences

ont montré _{que le}

_rapport

r des intensités observées avec des

_compteurs,

d’une

_part,

à

_paroi

mince

_(-

20

_p)

_et,

d’autre

_part,

à

_paroi

de

_3/ioB

de millimètre

_{d’épaisseur}

_(arrêtant

le

groupe d’électrons

mous)

était sensiblement

constant au cours de la décroissance et

_égal

à

1,25.

Les mesures ont été effectuées du

_{temps 1}

= ~ _mn

au

_{temps 1}

= _{20 mn}

après

la fin de l’irradiation

_(au

bout de 20 mn

_{l’activité,}

100 à 20o c : mn, n’était

plus

assez intense _{pour continuer} des mesures

précises,

erreur relative 1o _p. 100

_environ).

Le

compteur

à

_paroi

mince utilisé ne

_permettait

_pas

des mesures d’une

_{précision supérieure}

à 10 _p. 100.

avec

_àNp,

nombre d’électrons mous, de

rayons 9

émis _par la source

_pendant

le

_temps

àt,

rapporté

à un même

_angle

solide

_(compte

tenu de

la fraction des intensités absorbées dans les

_compteurs

à

_paroi

mince ou à

_{paroi épaisse).}

’

On

_peut

alors écrire : ’

dans

_lesquelles

K est une constante de

propor-tionnalité

_dépendant

du _{nombre de noyaux}

_~IV,

de la section efficace de la réaction 51V

_{(n Y).}

0 durée de

l’irradiation, 0 =

o mn dans toutes

Premier cas. -

Tl

T2.

,

Ce cas ne

_peut

être retenu _{parce que, d’une}

_part,

les électrons mous

n’accompagneraient

_pas les

négatons

pendant

toute la durée de la

décroissance,

d’autre

_part,

R = varierait

très

sensiblement.

Ne-Deuxième cas. -

Tl

>

T2.

’

La

_période

3,8

mn serait celle de la transition

isomérique.

Les résultats

_{expérimentaux}

_indiquent

alors que l’on a

_déjà

sensiblement atteint

_{l’équilibre}

de

_régime

au

_{temps 1}

== _{i mn.}

A l’équilibre

de

_{régime (3)}

devient

En

_{supposant T2}

= 3 mn et en tenant

_compte

de

₍₁₎

et

₍₂₎

on a :

et _r1 et _r24 sont sensiblement

égaux

à

1,2 5

pour p

’

L’équilibre

de

_régime

est donc sensiblement

atteint au

_{temps 1}

=1 si l’on _{suppose que la}

propor-tion des _noyaux 52V et ~2V~ formés au cours de

l’irradiation à

_partir

de la réaction 51V

_{(n y)}

est

voisine

de

4

° _

Remarquons

que varie très peu avec la durée

10

d’irradiation 6. Il en est de même de R

(nous

n’avons _pas vérifié ce résultat

_{expérimentalement,}

toutes nos

_expériences

_ayant

été effectuées

avec 0 == 10

mn).

Troisième cas. -

Ti xx T2,

~~ ^~ n2

= a,.

S’il en est ainsi

(1), (2)

et

₍₃₎

deviennent

On en _{déduit que}

2013

varie de 10 _pour oo environ

r

de t - i mn à 1 = 2o mn.

En résumé on est donc conduit à _{admettre que}

la

_période

de la transition

_isomérique

du 52V

est 3,8 mn. La

_période

de la transition 52V - 52 Cr

serait soit

(3

-1-. mn, soit voisine de celle de

la transition

_isomérique

elle-même;

la

_période

appa-rente étant

_toujours

3,8 mn

(schéma

_2).

Indiquons

que

d’après

la, théorie de la conversion

interne,

à l’aide de la formule non relativiste de

Dancofî et Morrison

_[n],

une transition dont

l’éner-gie

est environ 25okeY et le coefficient de conversion

1

1°>

et

,,

étant les nombres

(J ‘--- _1, - ,

d’électrons et de

_photons

_provenant

de la transition

pendant

l’unité de

_temps),

_peut

émettre un

rayon-nement

_{y 2’~}

_{polaire électrique.}

La

_période

de la transition

_isométrique

serait

dans ce cas de l’ordre de Io’ s, ce

_qui

est compa-rable à la

_période

du 52~’..

VI. - Conclusions.

La radioactivité du 52V a été étudiée : nous avons

mis en évidence un _groupe d’électrons mous. Ces

électrons ne sont _pas

_couplés

aux _rayons

_~3.

Un schéma de transition a été

_proposé

_pour.

inter-préter

l’origine

de ces électrons : transition

isomé-rique

du 5?ÀT dont la

_période

serait voisine de

~,8

min.

Le

_rayonnement

_y de cette transition aurait une

énergie

de 25o keV environ et _{serait presque}

entiè-rement ou totalement converti.

Nous avons aussi déterminé le

_rapport

des nombres

absolus de

_{photons Nq}

et d’électrons

Ne

émirs au cours de la

_{désintégration;}

la valeur de ce

_rapport

a été trouvée

_égale

à

o,65

± o,J.

En

_supposant

le

_spectres

_simple

et en tenant

compte

des électrons mous

_observés,

ce

_rapport

devient

(Tableau

I,

_hypothèse

2) :

Ce travail a été effectué au Laboratoire de Chimie

Nucléaire du

_Collège

de France. Nous tenons à

exprimer

notre

_gratitude

au Professeur F. Joliot

qui

nous a

_suggéré

ce travail et nous a aidés de ses

précieux

conseils au cours de l’exécution.

Nous remercions vivement le Professeur J. Curie pour l’intérêt bienveillant

qu’elle

a accordé à cette

étude.

BIBLIOGRAPHIE.

[1] E. AMALDI, O. D’AGOSTINO, E. FERMI, B. PONTECORVO,

F. RASETTI et E. _SEGRE, Proc. Roy. Soc., 1935, A 149, p. 522.

[2] H. _{WALKE, Phys. Rev., 1937, 52, p. 777.}

[3] T. YUASA, Thèse Paris, 1944. [4] J. _MARTELLY, Thèse Paris, 1945.

[5] P. _SAVEL, Cahiers de Phys., 1944, 19, p. 39.

[6] J. V. _DUNWORTH, Rev. Soc. Instr., 1940, 11, p. 167.

[7] F. NORLING, Ark. Mat. Astr. Fys., 1941, 27 A, p. 1.

[8] G. A. _RENARD, C. R. Acad. Sc., Paris, 1946, 223, p. 945.

[9] A. BERTHELOT, Thèse Paris, 1943.

[10] A. BERTHELOT, J. Phys. Rad., juillet 1946.

[11] N. _MARTY, J. _{Phys. Rad., 1944, 7, p. 276.}