Détermination du spin de résonances dans 149Sm + n

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Submitted on 1 Jan 1963

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Détermination du spin de résonances dans 149Sm + n

H. Ceulemans, F. Poortmans, M. Nève de Mévergnies

To cite this version:

H. Ceulemans, F. Poortmans, M. Nève de Mévergnies. Détermination du spin de résonances dans 149Sm + n. Journal de Physique, 1963, 24 (11), pp.1003-1004. �10.1051/jphys:0196300240110100300�.

�jpa-00205565�

1003.

DÉTERMINATION DU SPIN DE RÉSONANCES DANS 149Sm + ⁿ

Par H. CEULEMANS, ^{F. POORTMANS et M.} NÈVE DE MÉVERGNIES,

C. E. N., Mol, Belgique.

Résumé. - Les spins ^des résonances de neutrons lents à 0,096 ^{eV et} 0,87 eV dans 149Sm ont été déterminés par diffusion résonnante des neutrons incidents. Le résultat, ^J

³ pour les deux résonances, ^est comparé ^avec les résultats d’autres mesures.

Abstract.

The spins of the slow neutron resonances at 0.096 eV and 0.87 eV in 149Sm have been determined by ^{a resonance} scattering method. It was found that J

3 for both resonances, and this result is compared with those of other experiments.

LU JOURNAL DE PHYSIQUE ^TOME 24, ^NOVEMBRE 1963,

1. Introduction.

Un grand nombre de para- mètres des résonances de neutrons lents, ^notam-

ment Eo, ^{so, r et} gr n, ^sont connus avec une assez

bonne précision. Cependant, ^le spin ^{est en} général

inconnu. Nous avons mis au point ^une méthode, adaptée ^{à un} spectromètre ^{à cristal et} permettant

de déterminer le rapport hn/h par ^mesure des neutrons diffusés dans la résonance [1]. ^Ce rapport permet de déduire le facteur

g = (2J+ 1) /2(21 + 1)

où 1 est le spin du noyau cible ^et J, ^le spin ^{de la}

résonance. Les premiers résultats obtenus ont été

présentés ^ailleurs [2]. ^Nous présentons ^{ici nos résul-}

tats récents concernant les résonances à 0,096 ^eV

et 0,87 ^{eV dans 149Sm + n et} les comparons ^à

ceux d’autres auteurs.

2. Résultats expérimentaux.

^Le spin ^{de la} première ^{résonance à} 0,096 ^{eV a été} mesuré par Brockhouse [3] ^et par Roberts ^et al. [4], respec- tivement par diffusion résonnante et par la méthode des neutrons polarisés ^et noyaux polarisés. ^Le

résultat de l’expérience ^{était J}

^{I +} 1/2

4,

dans les deux cas.

Récemment, ^{Marshak et al.} [5] ^ont mesuré, également par polarisation, ^les spins ^{des réso-}

nances à 0,096 ^eV (J

4), 0,87 ^eV (J

4), 4,93 ^eV (J

4) ^et 8,9 ^eV (J

4) ^{dans 149SM.}

D’autre part, ^{nous avons obtenu J}

3 pour les résonances à 0,096 ^{eV et} 0,87 ^{eV. Nos} expériences,

ont été répétées plusieurs ^{fois avec} des échantillons et des monochromateurs différents et dans tous les cas; le résultat était identique. Le fait que ^nos résultats indiquent ^{le même} spin pour les deux résonances est un point ^d’accord important ^avec

les résultats de Marshak et al. En effet, pour pola-

riser les noyaux-cible, ^{ces auteurs} appliquent ^la

méthode du couplage hyperfin. ^La difficulté dans

ce cas est de déterminer le sens du champ ^interne

par rapport ^au champ extérieur. Il s’ensuit que la valeur absolue d’une série de spins peut comporter

une erreur, mais que les valeurs relatives sont de toute façon ^exactes.

3. Discussion.

a) ^{DONNÉES DÉDUITES DE}

RÉACTIONS (n, y).

^La figure ^{1 montre le schéma}

des niveaux de basse énergie ^et le niveau de cap- ture du noyau 150Sm. Ce schéma a été construit par Smither [6] qui propose ^{un caractère} 2+ pour le niveau à 773,5 ^keV. Signalons toutefois que

FIG. 1.

Schéma de niveaux dans le 15°Sm d’après

Smither [5].

Bieber et al. [7] attribuent un caractère 4+ à ce

même niveau vers lequel, ^très probablement, ^le

niveau de capture ^se désexcite par émission d’un y de (7,22 + 0,03) ^MeV [8]. Puisque les transitions

partant ^{du niveau de} capture sont ^en général ^de

caractère E 1, ^une valeur 2+ pour le niveau à

773,5 ^keV excluerait la possibilité 4- pour le niveau de capture. ^{Dans l’autre cas} (4+), ^aucune

des deux possibilités (3- ^et 4-) n’est exclue: .

b) ^{DONNÉES DÉDUITES DE RÉACTIONS} (n, ex)

AVEC NEUTRONS THERMIQUES.

Des mesures ré- centes du spectre ^oc de la réaction l4sSm(n, oc)146Nd

par MacFarlane [9] ^et par Cheifetz ^et al. [10]

indiquent ^deux transitions oc respectivement ^de 9,12 ^{MeV vers le} niveau fondamental 0+ et de

8,72 ^{MeV vers le} premier niveau excité 2+ de 146N (j

(fig. 2).

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:0196300240110100300

1004

FIG. 2.

Schéma de désintégration proposé par ^{R. Mac-} Farlane et Almodovar [9].

Les valeurs expérimentales ^du rapport ^{des sec-}

tions efficaces pour ^les deux transitions sont : MacFarlane :

Cheifetz :

Il existe deux possibilités pour expliquer ^la

transition oc vers le niveau fondamental.

10 Supposons que les premières résonances dans

’49Sm, qui ^sont dominantes à l’énergie thermique,

ont un spin ^{3. Dans ce} cas; les valeurs expéri-

m entales du rapport

ne sont pas ^en bon accord avec la valeur théorique,

calculée par MacFarlane [9]

2° On peu également examiner l’effel (Tune éventuelle résonance négative. ^De fait, ^{la contri-}

bution d’un niveau négatif ^a été mesurée par Pattenden [11] (-- ⁷ %) ^et par Hôhne [12] (-- 3 %), Supposant ^{que le} spin ^{de cette résonance} négative

est 3, que ^sa contribution est de 7 % ^et que ^les

premières résonances positives ^{sont de} spin 4,

MacFarlane a calculé pour le rapport ^{des sections}

efficaces

Ce résultat est du même ordre de grandeur que la valeur expérimentale. Toutefois, ^{si on} considère les

hypothèses de base du calcul, il serait dangereux d’y ^{attacher une} trop grande importance.

Remarquons que le ^cas de 14’Sm(n, ce)144Nd ^est

assez semblable ^au précédent. ^{Là aussi il existe}

deux transitions _oc, une vers le niveau fondamental

(0+) ^{et une vers le} premier niveau excité (2+). ^Le

niveau de capture ^est également ^{3- ou 4-. La}

valeur expérimentale ^de 6(th. --> 2+) Icr(th. --> 0+)

est (3,3+3.5). D’après la théorie ce rapport ^ne peut

être expliqué que par ^un mélange auquel ^contri-

buent la première résonance à 3,4 eVqui ^{aurait un} spin ^{4 et une} résonance voisine de spin ^{3. De} plus,

ce mélange devrait avoir les mêmes proportions

que dans le cas du 149Sm, ^{à un facteur deux} près.

4. Conclusions.

Malgré le nombre important

de données expérimentales disponibles, ^{il semble}

donc _que le problème ^du spin ^des premières ^réso-

nances de 149Sm est encore ouvert. Pour résoudre cette question, ^nous envisageons ^les expériences

suivantes :

1) Détermination _par diffusion résonnante du

spin ^des résonances à 4,93 ^{eV et} 8,9 ^{eV dans} 149Sm,

ainsi _que de la résonance à 3,4 ^{eV dans 14’Sm.}

2) Comparaison ^du spectre ^oc résultant de réac- tion (n, oc) ^{avec des neutrons de} 0,096 ^{eV et des}

neutrons froids (E 0,005 eV).

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