Sur la largeur propre des raies d'électrons de conversion

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Submitted on 1 Jan 1955

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Sur la largeur propre des raies d’électrons de conversion

Manuel Valadares

To cite this version:

Manuel Valadares. Sur la largeur propre des raies d’électrons de conversion. J. Phys. Radium, 1955,

16 (7), pp.542-544. �10.1051/jphysrad:01955001607054200�. �jpa-00235214�

542.

SUR LA LARGEUR PROPRE DES RAIES D’ÉLECTRONS DE CONVERSION

Par MANUEL VALADARES,

Laboratoire de l’Aimant Permanent, C. N. R. S., ^Bellevue.

Summary.

The relation which exists between the width of conversion lines and the width of X-ray absorption discontinuities is discussed.

The knowledge of the natural width of conversion lines could contribute to the solution of

certain number of problems ^that

^indicated.

LE JOURNAL ^DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME 16, JUILLET 1955,

L’étude expérimentale ^des discontinuités d’ab-

sorption ^des spectres ^de rayons X ^a permis ^{de déter-}

miner directement, malgré les difficultés de l’expé-

rience, ^la largeur de certains niveaux d’absorption

d’éléments de numéro atomique élevé. Ainsi Richt- myer, ^{Barnes et} Ramberg ^{ont étudié} (1934) ^{la lar-}

geur des ^niveaux d’absorption ^{L de} l’or, ^en employant

un spectrographe ^{à double cristal.}

Fig.

La figure 1 reproduit les courbes de ces auteurs pour les niveaux LI ^et L,I ; ^{en abscisses sont indi-} quées ^les longueurs ^{d’onde À et, en} ordonnées, les coefficients d’absorption li. correspondant ^à chaque longueur ^{d’onde. On obtient la} largeur 1 ^{du niveau} correspondant par l’emploi ^de la formule

Nous avons représenté ^{sur la même} figure ^une

courbe correspondant ^à l’absorption ^{dans la couche K}

de l’or; ^{mais nous devons} ajouter que ^cette courbe

n’est pas expérimentale; ^{elle est} déduite indirec- tement de la largeur ^{des raies du} spectre ^{K de} l’or,

en admettant, ^avec Weisskopf ^et Wigner (1930),

que la largeur d’une raie K est égale ^{à la somme des} largeurs du niveau K et du niveau d’ionisation de l’état final de la transition.

Fig. 2.

La figure

^{met en évidence la} difficulté _que com-

porterait la recherche expérimentale ^{de la} largeur

du niveau K si l’on remarque que la discontinuité K de l’or se place ^{dans la} région due 150 UX très difficile à explorer.

Cette figure pourrait peut-être ^{induire en erreur}

en ce qui ^{concerne les} largeurs ^{relatives en} énergie

des niveaux K et L; ^c’est pour cela que ^{nous avons}

cru utile de reproduire ^les mêmes données expéri-

mentales dans la figure ^{2, en} représentant ^mainte- nant, ^en abscisses, ^les énergies ^des rayonnements ^X

considérés.

La justification théorique ^{des ordres de} grandeur

des rapports ^des largeurs ^{de niveaux a été donnée}

par Margeneau (1935).

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01955001607054200

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Étant donné la difficulté d’aborder expérimenta- lement, _par diffraction cristalline, ^{l’étude de la} discontinuité K, ^on serait tenté de recourir à l’effet photoélectrique pour effectuer ^cette déter- mination. En effet, ^on pouvait ^{concevoir une} expé-

rience réalisée avec un faisceau correspondant ^à

une raie spectrale ^de rayons ^{X et dans} laquelle ^on

étudierait la largeur ^des groupes ^de photoélectrons expulsés. On aurait alors des groupes de photo-

électrons dont la largeur ^{serait une} fonction de la

largeur ^du rayonnement ^{X et des} largeurs ^des

niveaux d’où proviennent ^les photoélectrons. ^Dans

ce cas, ^comme l’énergie des électrons du groupe K

est plus faible que l’énergie des groupes L, ^il n’y

aurait pas lieu de craindre les difficultés de la spec-

trographie cristalline. Pourtant, ^{une telle} expé-

rience n’a jamais ^{été tentée} parce que la dispersion

introduite dans le faisceau de photoélectrons, ^due

à l’épaisseur ^{de la cible, est} telle que le phénomène ^de largeur ^{naturelle serait tout à} fait caché. C’est-à-dire, pour que l’expérience puisse réussir, il faudrait avoir une couche extrêmement mince et, ^{à la} fois,

un effet photoélectrique suffisant pour que le phé-

nomène puisse être observé. Pour remplir ^{ces condi-} tions, il faudrait recourir au phénomène de conversion interne. En effet, ^on peut ^alors disposer ^{de sources} pratiquement ^{sans matière et}

avantage supplé-

mentaire

la largeur ^{des raies} y est pratiquement négligeable ^{vis-à-vis des} largeurs des niveaux du

cortège électronique.

Il était, par conséquent, ^à prévoir que lorsqu’on pourrait perfectionner suffisamment la spectrogra- phie des électrons de conversion on arriverait à

mesurer les largeurs des différents niveaux de conversion.

Pourtant, historiquement, ^ce n’est pas ^un raison- nement de ce type qui ^{a conduit à} l’observation du

phénomène; ^{celle-ci a été le résultat des} perfection-

nements techniques successivement introduits, _par l’École Suédoise, ^{dans la} spectrographie magné- tique p. Ainsi, ^{Lindstrôm a été le} premier (Ig52) ^à

constater que la largeur ^de la raie F (conversion

en K) ^était plus grande que celle de la raie 1 (conver-

sion en LI) ^du spectre d’électrons de conversion du Th B. Ce résultat a été contrôlé postérieurement

et étendu à d’autres raies du même spectre par Slâtis et Lindstrôm. La figure ³ reproduit l’analyse ^micro- photométrique de trois raies de ce spectre ^effectuée

par ^ces auteurs; ^on y voit que les raies G ^et K cor-

respondant à la conversion en K sont plus larges

que la raie Ia correspondant ^{à la} conversion en Lu.

C’est à Kaï Siegbahn qu’on ^doit l’interprétation

de cette différence de largeur considérant qu’elle

est une conséquence ^{de la} largeur propre ^à chaque-

niveau du cortège électronique, ^{comme il ressort} des raisonnements ci-dessus.

On peut prévoir ^{d’ores et} déjà quelques applica-

tions importantes résultant de la mesure de la largeur

des raies d’électrons de conversion :

10 Pour le classement des raies des spectres

d’électrons de conversion. Un exemple sufl’ira à démontrer l’intérêt d’une pareille étude; bien que le spectre ^{du Th B} + C ^{ait été un des} plus ^étudiés parmi ^les spectres ^des radioéléments naturels, ^on

trouve encore dans ces spectre ^{26 raies} (sur ^{un total}

de 87) qui ^n’ont pas pu être interprétées ^d’une façon ^sûre. Or, si l’on arrive à mesurer la largeur ^de

ces raies, ^on pourra immédiatement les classer

F’ig, 3.

d’après leurs niveaux d’origine. ^D’autre part, ^on

pourra contrôler si certaines raies qui ^{ont été inter-} prétées ^comme correspondant ^{à une double conver-}

sion présentent, ^en conséquence, ^une largeur ^anor- male ;

20 pour distinguer ^les raies d’effet Auger ^{des raies}

de conversion de rayonnements y. En effet, ^une raie d’effet Auger correspondant, par exemple, ^à

la transition K -->- LL fait intervenir la largeur ^de

trois niveaux du cortège électronique ^{et elle doit} présenter, par conséquent, ^{d’une façon} générale,

une largeur propre différente de celle d’une raie de conversion _y.

Cette étude contribuera non seulement à l’inter-

prétation ^des spectres d’électrons, mais pourra

encore nous fournir des renseignements importants

sur l’effet Auger, ^{surtout en ce} qui ^{concerne la}

couche L, couche pour laquelle ^on possède très peu de données expérimentales;

30 pour ^mesurer la largeur des différents niveaux du cortège électronique. ^En effet, si l’on choisit convenablement les transmutations à étudier, ^on

pourra déterminer les largeurs ^{K, L, M,}

^en employant des raies de faible énergie. ^Par exemple,

si l’on veut déterminer la largeur ^{du niveau K}

de Z = 86 on pourra choisir la transmutation radium

radon; ^{dans cette} transmutation _{il y} a

émission d’un rayonnement ^y de I86 keV, auquel correspond ^une raie de conversion K de 88 keV

placée ^{dans un domaine} d’énergie ^{dont l’étude n’est}

pas particulièrement ^difficile.

Parallèlement il semble qu’on ^devrait reprendre

l’étude expérimentale ^{des largeurs} des discontinuités

d’absorption de rayons X. En effet, l’expérience ^a

544

montré, notamment dans les ^’cas de l’étude de la forme et de l’intensité des bandes satellites des

spectres ^{L et des} largeurs ^{des raies des} spectres K, que le spectrographe à transmission du type ^Cauchois

est un instrument beaucoup plus puissant que le

spectrographe ^à double cristal. Il est à prévoir, par

conséquent, qu’une nouvelle étude des disconti- nuités d’absorption ^des éléments de numéro atomique

élevé par spectrographe ^à transmission puisse

conduire à des résultats intéressants dans un domaine

qu’on peut considérer ^encore aujourd’hui ^comme inexploré.

Intervention de Mme Joliot-Curie.

Peut-on pré-

voir théoriquement ^la largeur ^{des raies} Auger ? Réponse ^{de M.} Valadares.

On prévoit que les raies Auger ^seront plus larges que les raies de conver..

sion du fait .que dans leur émission interviennent trois couches électroniques.

BIBLIOGRAPHIE.

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