L'excitation du niveau 0– de 3,56 MeV de 6Li par diffusion (p, p') de 14 à 16 MeV

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Submitted on 1 Jan 1968

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L’excitation du niveau 0– de 3,56 MeV de 6Li par diffusion (p, p’) de 14 à 16 MeV

F. Merchez, R. Bouchez, R.A. Hoffswell, A.I. Yavin

To cite this version:

F. Merchez, R. Bouchez, R.A. Hoffswell, A.I. Yavin. L’excitation du niveau 0– de 3,56 MeV de 6Li par diffusion (p, p’) de 14 à 16 MeV. Journal de Physique, 1968, 29 (11-12), pp.969-972.

�10.1051/jphys:019680029011-12096900�. �jpa-00206749�

L’EXCITATION DU NIVEAU 0- DE

3,56

^{MeV DE 6Li}

PAR DIFFUSION

(p, p’)

DE 14 A 16 MeV Par F. MERCHEZ et R.

BOUCHEZ,

Institut des Sciences Nucléaires, Laboratoire de Physique Nucléaire de Grenoble,

et R. A. HOFFSWELL et A. I.

YAVIN,

Department ^of Physics, University ^of Illinois, Urbana, ^Illinois (1).

(Reçu ^{le 23}

janvier

^{1938, révisé le 8}

juillet.)

Résumé. - La diffusion

élastique

^et

inélastique

^{sur 6Li a} été mesurée pour des

protons

de 14 à 16 MeV. La section efficace totale ^et différentielle pour ^la faible transition 0394T ⁼ 1

vers l’état 0+ de 3,56 ^{MeV a été}

comparée

^aux transitions

analogues

^{0394T = 1} obtenues par réaction

(p, n)

^ou

(n, p).

Abstract. ²⁰¹⁴ Elastic and inelastic

scattering

^of

protons

^{from 6Li was studied at} proton

énergies

of 14-16 MeV. The total and differential cross-section for the weak 0394T ⁼ 1 transition to the 0+ state at 3.56 MeV was

compared

^{with the}

analogue

^{0394T = 1} transitions in the reactions

6Li(n, p)6He, 6Li(p, n)6Be.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE

I. Introduction. ^- L’6tude des

multiplets d’isospin

s’est r6cemment r6v6l6e d’un

grand

^interet

[1].

^Mais

tres peu

[2]

^de donn6es existent ^sur les transitions ana-

logues

^{AT =}

^1,

obtenues par reaction

(p, n), (n, p)

ou

(p, p’), (n, n’) ayant

pour ^6tat final les membres du

multiplet,

par

exemple

^{T = 1 dans les transi-}

tions T ⁼ 0 ^vers T ⁼ 1. En

effet,

les resultats de la diffusion

in6lastique (p, p’)

^ou

(n, n’)

concernent les transitions AT ⁼

0;

^et pour les reactions

d’6change

de

charge (p, n)

^ou

(n, p),

^{l’on connait seulement}

quelques

^etudes

[2]

pour A T ⁼ 1.

Le but de ^ce travail ^est 1’6tude de transitions ana-

logues ð.T == 1,

^{de T = 0 vers} les membres du

multiplet

^{T =}

1,

obtenues soit _par diffusion in6las-

tique (p, p’)

^ou

(n, n’),

^{soit par}

6change

^de

charge (p, n)

^ou

(n, p).

^{Dans cet}

^article,

^nous

pr6sentons

^ies

resultats

pr6liminaires

concernant la diffusion in6las-

tique (p, p’)

^de

protons

^{de 14 a 16 MeV sur}

6Li(1+)

T ⁼

0,

^{et notamment la} transition vers le niveau

6Li*(O+)

^{T = 1 de}

3,56 MeV;

^{la section efficace}

totale et differentielle

(p, p’)

^{est ensuite}

compar6e

^avec

les resultats des reactions

(p, n) [3]

^et

(n, p) [4].

(1)

Ce travail a ete en

partie

subventionné par ^{« U.S.}

Office of Naval Research » .

Notons que pour ^{toutes ces} transitions AT ⁼ 1

correspondant

^{a un}

isospin

^total

1/2, l’on

^a la relation

simple :

entre les sections efficaces des reactions. Cette relation suppose essentiellement

l’ind6pendance

^de

charge

^des

forces nucl6aires et est

ind6pendante

du m6canisme de la

reaction ;

^{elle est obtenue a}

partir

des coefficients de

couplage d’isospin,

1’etat final

d’isospin

^6tant

11/2, T,, ± 1/2 >

^avec

T3 = ± "0’

Nous avons aussi mesure la distribution _angu- laire pour la diffusion

elastique

^et

inelastique (Q = - 2,18 MeV)

^des protons ^{de 14 MeV sur}

6Li ;

^{ces resultats ont ete}

compares

^{a ceux} de la diffu- sion des neutrons pour la meme

energie [5].

II.

Dispositif experimental.

^{- L’etude a ete effectu6e}

a 1’aide du

cyclotron

^a

energie

variable de l’Universit6

d’Illinois; 1’energie

^des protons

(DE N

⁵⁰

keV)

^{a 6t6}

vari6e de 14 a 16 MeV pour la mesure de la courbe d’excitation

( fig. 1), puis

^{fix6e a 14 MeV} pour la

mesure de

J(0)

^et

degt

permettant ^{ainsi la}

comparai-

son avec les autres reactions

(n, n’), (p, n)

^et

(n, p)

6tudi6es environ a la meme

6nergie.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:019680029011-12096900

970

Fie. 1. ^- Courbe d’excitation

cr(e),

normalis6e a 14 MeV, de la diffusion

elastique (p, p)

^{sur 6 Li, faite a 90 °L}

et 120 OL entre 14 et 16 MeV.

Deux cibles

(6Li

⁹⁹

%,

²

mg/cm2),

^{l’une sur}

support

de carbone

(= 100 (Lg/cm2),

^{l’autre sur nickel}

( =

⁵⁶

(Lg/cm2),

^{ont 6t6}

utilis6es;

^{elles ont ete trans-}

f6r6es avec

precaution

^sous

atmosphere d’argon

^de

1’evaporateur

^a la chambre de diffusion. Seules de faibles traces

d’oxygène

^et de carbone ont pu etre observ6es

( fig. 2)

dans les cibles.

FIG. 2. ^-

Spectre

^des

protons

^{de la reaction 6Li} + p a 14 MeV montrant la diffusion

elastique

^et

in6lastique (2,18

^et 3,56

MeV)

^{sur le} 6Li, ainsi que les reactions

parasites (p, p’)

^{sur les}

impuret6s

^{de 12C} et 160 de la cible.

La detection ^et la

spectrom6trie

^des

particules

^char-

g6es

^{ont ete} effectu6es par deux

télescopes, s6par6s

de 300 avec, pour

chaque angle

^solide

respectif, 1,3

et

5,3

^{X 10-4 sr.}

Chaque telescope comprenait

^trois

jonctions (50

V, +

1000 t

^{+ 500}

[L),

la derni6re 6tant

en anticoincidence. Cette

disposition

permet ^d’61imi- ner, ^aux

angles

avant, ^le

pic

de diffusion

elastique,

celui-ci pouvant par ^sa trainee

importante

masquer les

pics

^{de faible}

amplitude.

^{Par la}

suite,

^{on a enlev6}

cette anticoincidence _pour determiner la section effi-

cace de diffusion

elastique.

^{En outre, un detecteur}

utilise comme moniteur et une cage de

Faraday simple permettaient

^{de mesurer} l’intensit6 du faisceau.

La resolution totale _pour un

telescope

^{etait de l’ordre}

de 150 keV

(dont

^{20 keV} pour la

cible).

^{Les autres}

particules provenant

des reactions

(p, d), (p, oc)

^6taient

61imin6es _par un

dispositif electronique multipli-

cateur AE X E. La distribution

angulaire (inter-

valles de

5°)

^{a ete mesur6e de 15° a}

160° ;

^le _spectre

a 85°

(L)

^est par

exemple

^donne

figure

2. Il n’a _pas ete

possible

d’effectuer des mesures en dessous de 15°

par suite du bruit de fond du au faisceau direct et a 1’effet de la diffusion coulombienne.

III. Rdsultats

expdrimentaux.

^{- NIVEAU 6Li}

3,56

^MeV

(0+).

^{- Section}

efficace différentielle.

^{- La}

courbe obtenue

( fig. 3) poss6de

deux maxima

( =

^40°

et

115°),

le minimum 6tant environ a 75°.

Toutefois,

dans la

region

^{autour du}

minimum,

^la

presence

^du

pic d’impureté

^de

^4,43

MeV de 12C se superpose ^au

pic

^de

^3,56

^{MeV de 6Li et ne} permet pas ^{une mesure}

precise ;

^{la valeur z}

^0,1 mb/sr

^a 6t6 estimée à

partir

de

l’analyse

^{de leur}

superposition.

Section

efficace

^{totale. - De 0 à}

180°, l’intégration

de

u(0)

^donne

(3,3 + 1) mb;

^la normalisation de

a(O)

a ete effectu6e a 35°

(L)

pour le niveau

2,18

^MeV

de 6Li en utilisant la mesure absolue de Sherr

[6].

FIG. 3. ^- Section efficace différentielle dans C a ^{14 MeV} pour 6Li ^{de la} diffusion

elastique

^et des diffusions

in6lastiques (p, p’)

^{sur le} niveau 3+ de 2,18 ^{MeV et} 0+ de 3,56 ^MeV. Les ^mesures sont relatives, ^la valeur absolue ^a ete obtenue en normalisant le

pic

^(2,18

MeV)

obtenu a 30 OL

d’apres

^{le r6sultat de Sherr}

[6].

DIFFUSION

ELASTIQUE

^ET

INELASTIQUE ( Q

⁼

- 2,18 MeV). -

^{Nous avons}

egalement

^mesure

( fig. 3)

la section efficace differentielle _pour la diffu- sion

elastique

^et la diffusion

in6lastique

^sur le niveau 3+

de

2,18 MeV,

^dont une mesure

(non publiee)

^avait

seulement ete citee _par Levinson

[7].

^{En utilisant la}

mesure absolue de Sherr

[6]

^comme

pr6c6demment, l’int6gration

^de

a(O)

^donne at ⁼

(865 iL 25)

^mb pour la diffusion

elastique

^et at ⁼

(78 ± 3)

^mb pour la diffusion

in6lastique

^de

2,18

^MeV.

COURBE D’EXCITATION

6Li(p, p).

^{- Pour}

1’angle

de

900, puis

^de

1200,

^{l’on a mesur6}

( fig. 1)

^{la courbe}

d’excitation de 14 a 16 MeV _pour la diffusion elas-

tique (p, p)

^sur 6Li. Cette

courbe,

monotone, ^ne

pr6-

sente aucun effet notable de

resonance ;

^{il en r6sulte}

que la formation de noyau

compose

^est faible. L’on peut ^{donc dire}

qu’autour

^{de 15 MeV la} diffusion in6-

lastique (p, p’)

^sur le niveau de

3,56

^MeV

(0+)

^{de 6Li}

s’effectue

principalement

par interaction directe.

IV.

Comparaison

^{entre les} diflusions

6Li(p, p’)

^et

(n, n’)

^{a 14 MeV. - Les} resultats de la section efficace differentielle

a(e)

pour la diffusion

elastique

^{et in6las-}

tique (Q = - 2,18 MeV)

^des

protons

^{et des neutrons}

FIG. 4. ^-

Comparaison

^{de la section efficace} différentielle

a(6)

^{dans C} pour

6Li(p, p’)

^et

(n, n’)

^{a 14 MeV dans le cas}

elastique

^et

in6lastique (niveau

^{3+ de 2,18}

MeV).

de 14 MeV

[5]

^sont

compares figure

^{4. Les} oscillations sont att6nu6es _pour le cas des

protons

^{dus aux effets} coulombiens. Cette

augmentation

^des oscillations _pour

les neutrons est surtout

importante

pour la diffusion

in6lastique (n, n’)

^de

2,18 MeV,

pour

laquelle

^les

impuret6s

^de

12C, 160,

^{14 N ... ne} peuvent

expliquer [8]

une telle difference.

V.

Comparaison

^{entre les} transitions

analogues.

A T = 1,

^{A = 6. - L’on a}

compare ( fig. 5)

^nos

resultats de la diffusion

in6lastique 6Li(p, p’)

^{a 14 MeV}

FIG. 5. ^- Section efficace différentielle

compar6e

pour les transitions

analogues

^{AT = 1} pour les reactions :

6Li(p, p’)

^{a 14 MeV vers le} niveau 0+ de 3,56 MeV,

6Li(p, n)

^a 11,6 ^{MeV vers le niveau} fondamental 0+

de 6Be,

6Li(n, p)

^{a 14 MeV vers le} niveau fondamental de 6He.

vers le niveau 0+ T ⁼ 1 de

3,56 MeV,

^{avec les}

transitions obtenues

analogues,

^soit par reaction

(p, n)

a

11,6

^{MeV vers le niveau 0+ T = 1 de 6Be et}

mesur6e

[3]

par le _groupe de

Livermore,

^soit par reaction

(n, p)

^{a 14 MeV vers le niveau 0+ T = 1}

de 6He et mesurée

[4]

^a Los Alamos.

Comme le

pr6voit l’ind6pendance

^de

charge,

^l’on

peut ^{d’abord noter} que la forme

g6n6rale

de la section efficace

6(6)

^{est la} meme pour les reactions

(p, n), (n, p)

^ou

(p, p’).

^{I1 en} resulte que, ^vers 15

MeV,

^le

m6canisme avec formation de _noyau

compose

^doit

6tre relativement faible _par

rapport

^{au m6canisme} d’interaction

directe;

^{et ceci non seulement} pour la reaction

(p, p’),

^{comme le montre la mesure}

( fig. 1)

de la fonction

d’excitation,

mais aussi _pour les reac- tions

(p, n)

^ou

(n, p).

Notons ensuite _{pour la} valeur absolue de

G(8)

que la

r6gle

6pn ⁼ Gnp ⁼

2crpp

^{est assez} bien vérifiée ^vers I’arri6re

(6 > 90°) ;

pour ^une

comparaison plus pr6-

972

cise,

^{il faudrait connaitre} _Grn ^{a 14 MeV au lieu}

de

11,7

^MeV pour s’assurer que la difference ^entre crpn

et snp n’est pas due a la difference de

1’6nergie

^inci-

dente,

^{et aussi mesurer} _6np ^avec

plus

^de

precision (ce qui

^est en cours au

laboratoire).

Enfin,

^{vers 1’avant}

(8 $ 900),

^cette

regle

^{ne semble}

plus verifiee; si, apres

^{une nouvelle mesure de}

(n, p).

cette difference se

maintenait,

^elle

pourrait

^{6tre due}

aux effets

électromagnétiques qui

^ne conservent pas

l’isospin.

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