Comparaison des sections efficaces des réactions (p, n) et (p, pn) induites sur le thorium par des protons de 30 à 150 MeV

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Submitted on 1 Jan 1962

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Comparaison des sections efficaces des réactions (p, n) et (p, pn) induites sur le thorium par des protons de 30

à 150 MeV

M. Lefort, G.N. Simonoff, X. Tarrago

To cite this version:

M. Lefort, G.N. Simonoff, X. Tarrago. Comparaison des sections efficaces des réactions (p, n) et

(p, pn) induites sur le thorium par des protons de 30 à 150 MeV. J. Phys. Radium, 1962, 23 (2),

pp.123-123. �10.1051/jphysrad:01962002302012300�. �jpa-00236607�

123.

LETTRES A ^LA RÉDACTION

COMPARAISON DES SECTIONS EFFICACES DES RÉACTIONS (p, n) ^ET (p, pn)

INDUITES SUR LE THORIUM PAR DES PROTONS DE 30 A 150 MeV Par M. LEFORT, ^G. N. SIMONOFF, ^X. TARRAGO,

Laboratoire Joliot-Curie de Physique Nucléaire, Faculté des Sciences, Orsay (Seine-et-Oise).

LE JOURNAL PC PHYSIQUE ^{1’fT Le RAPÏUM TOMP} 23, FÉVRIER 1962?

Au cours de l’étude des diverses réactions nucléaires

susceptibles ^d’être produites ^{sur le} thorium par ^des

protons d’énergies ^{allant de 30 à 150} MeV, ^{nous avons}

mis en évidence une grande disproportion ^{entre les}

sections efficaces de

Les techniques d’irradiation, ^{de mesure du flux de} protons, ^de séparation ^des éléments thorium et protac- tinium, ^{ont été décrites en détail} par ailleurs [1]

P.3’Th a été suivi _par ses désintégrations P- ^détectées

avec un compteur ^{cloche à} paroi ^{mince. On a mesuré}

le rendement de 232Pa T 1/2 ⁼ 1,31 j) par 232U accumulé comme produit ^{de filiation et} détecté par ^ses rayons alpha ( T 1/2 ^{= 74} ans). ^{Le tableau montre les}

valeurs obtenues à diverses énergies pour ^{la formation}

de 231 Th et 232 Pa. On a calculé les sections efficaces

,

des réactions (p, pn) ^à -40, 82 ^{et 150} MeV, ^en supposant deux mécanismes possibles :

a) interaction directe du proton ^{incident avec un} neutron ^{et émission du} proton ^{et du} neutron ; b) ^le

proton ^{incident en} traversant le noyau laisse une

énergie d’excitation suffisante _pour l’évaporation ^d’un

neutron.

En considérant selon la méthode mise en oeuvre par

Metropolis ^{et al.} [2] ^un noyau ^à puits ^de potentiel

carré avec ro = 1,35 ^on obtient les valeurs calculées de 19 + ^{6 mb et} 22 ± ^{6 mb à 82 et 155} MeV, ^environ

10 fois et 6 fois plus ^faibles que les sections efficaces mesurées pour 23’Th.

Par contre les valeurs calculées pour la réaction (p, ⁿ⁾

à 82 et 150 MeV où le transfert par choc direct du

proton ^en neutron est le seul phénomène possible,

donnent ^un accord excellent entre calcul et expériences,

si l’on tient compte ^des approximations ^et incertitudes.

Nous avons pensé que l’isotope 231Th observé n’était pas essentiellement _{formé par} réaction (p, pn) ^et qu’en particulier ^une partie provenait ^{de la} filiation de 23’Ac, isotope ^émetteur fic ^{récemment découvert} [3] ^{et dont}

la vie moyenne (T ^{= 20} m) est courte devant la durie

de la séparation chimique ^{du thorium.} Cependajht

d’autres essais de séparation rapide ^{nous ont montré}

que la fraction attribuable à une réaction (p, 2p)231Ac

ne pouvait dépasser ²⁰ % ^{à 82 MeV et} qu’à ^cette énergie la section efficace (p, pn) + (p, d) ^{restait d’au}

moins 160 mb. Il est difficile d’estimer exactement

l’importance ^{de la réaction} (p, d). ^{On a} essayé ^{de le}

faire d’après ^{les résultats} d’Hadley ^{et York} [4] qui

ont mesuré la section eflïcace des doutons lbrs du bombardement de plomb par des ^neutrons de 90 MeV,

Ils ont trouvé 75 mb, ^dont 44 mb émis vers l’avant dans un angle ^{à 45°. Il est clair que} les deutons émis à

un grand angle ^{ne sont pas} produits par ^{un phénomène}

de pick-up ^{direct et que l’énergie} laissée.dans le noyau

a nécessairement provoqué l’évaporation ^{de neutrons} supplémentaires, ^{de sorte} que les reactions ^corres-

pondantes ^{sont du} type (p, dnx). ^On peut donc penser que ^la contribution maximale de la réaction (p, d)

dans ^{la valeur observée à} 82,MeV pour ^le thorium est

d’.une quarantaine ^{de mb. Il reste encore} plus ^de lO ^mb _pour ^{la seule réaction} (p, pn).

Cette divergence importante, opposée ^{à l’accord}

satisfaisant pour ^la réaction (p, n), s’ajoute ^{à une}

série de résultats de même nature sur les réactions

(p, pn) ^{dans une série} de noyaux de Z moyens [5].

Il est à noter que la différence ^entre expériences ^et

calculs va croissant avec le Z des nuclides. Plusieurs

tentatives d’explication qualitative ^{ont été} formulées,

il sera notamment intéressant de comparer les données

précédentes ^{avec les résultats des calculs de Montecarle}

sur des noyaux ^{à bords} diffus, entrepris ^{avec de nou-}

velles machines [6].

TABLEAU

Lettre reçue le 27 octobre 1961.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^LEFORT (M.), ^SIMONOFF (G. N.) et TARRAGO (X.), ^Nucl.

Physics, 1961, 25, ^216.

[2] METROPOLIS (N.), ^BIVINS (R.), ^STORM (M.), ^TURKEVICH (A.), ^MILLER (J. M.) et FRIEDLANDER (G.), Phys. ^Rev., 1958,110,185.

[3] ^TAKAHASHI (K.) ^{et MORINAGA} (H.), ^Nucl. Physics, 1960,

133.

[4] ^{HADLEY et} YORK, Phys. Rev., 1950, 80, 345.

[5] Voir par exemple ^MARKOWITZ (S. S.), ^ROWLAND (F. S.)

et FRIEDLANDER (G.), Phys. Rev., 1958, 112, ^1295.

STROHAL (P. P.) ^{et CARETTO} (A. A.), Phys. Rev., 1961, 121, ^{1815. BELMONT} (E.) et MILLER (J. M.),

J. Physique Rad., 1954, 95, 1554. ^CARETTO (A.) ^{et WIIG} (E. O.), Phys. Rev., 1959, 115, 1238. ^YULE (H. P.)

et TURKEVICH (A.), Phys. Rev., 1960, 117, ^1591.

[6] FRIEDLANDER (G.) ^{et MILLER} (J. M.), Communication personnelle.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01962002302012300