HAL Id: jpa-00236394
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236394
Submitted on 1 Jan 1960
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
Niveaux excités du 50Sn11666
J. Colard, P. Gepts, L. Grenacs, A. Jones, P. Lipnik
To cite this version:
J. Colard, P. Gepts, L. Grenacs, A. Jones, P. Lipnik. Niveaux excités du 50Sn11666. J. Phys. Radium,
1960, 21 (12), pp.863-869. �10.1051/jphysrad:019600021012086300�. �jpa-00236394�
863.
NIVEAUX EXCITÉS DU 50Sn11666
Par J. COLARD (*), P. GEPTS (**), L. GRENACS, A. JONES (***)
et P. LIPNIK (***),
Centre de Physique Nucléaire de l’Université de Louvain.
Résumé.
2014Les énergies des niveaux de Sn116 ont été remesurées. Les coïncidences 03B2
-03B3 ont confirmé l’allure générale du schéma admis. Des mesures de coïncidences lentes 03B3
201403B3 ont fait apparaître l’existence de la transition de 1 756 keV. La méthode des conversions internes
indique pour le niveau de 2 535 keV J
=4 et la parité positive. D’autre part, les mêmes mesures prouvent l’absence de transition isomérique entre les niveaux isomériques de 54 minutes et
13 secondes de In116, d’une intensité supérieure à 0,5 %.
Abstract.
2014The energy levels of Sn116 have been measured. The 03B2 2014 03B3 coïncidences confirmed the main features of the generally accepted scheme. Measurements of the slow 03B3201403B3 coincidences have revealed the existence of the 1 756 keV transition. The internal conversion method indicates J
=4 and positive parity for the 2 535 keV level. On the other hand the
same measurements prove the absence of isomeric transition in 116In between the isomeric levels of 54 minutes and 13 seconds, having an intensity in excess of 0.5 %.
PHYSIQUE 21, 1960,
1. Introduction.
-L’étude des niveaux excités du 5oSn188, nous a permis d’apporter certaines pré-
cisions au schéma désintégration de 49 In 67,
Les expériences que nous relatons ici, portent sur
les déterminations d’énergie, les coïncidences g
-y et y
--y, les mesures effectuées en conversion
FIG. 1.
.
interne, externes et la détermination du temps de
1
vie du niveau de 2 120 keV. D’autres résultats obtenus par corrélations angulaires y - y, seront
publiés sous peu.
2. Position du problème.
-Les niveaux excités
du Sn’IO auxquels conduit la désintégration de
l’état isométrique de 54 minutes de 1’"49Inl¡" ainsi
que le moment angulaire de ce dernier avaient
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019600021012086300
864
,
déjà été étudiés, au moment où nous avons entamé
ce travail.
H. Slâtis, Stefen J. Dutoit et Kaï Siegbahn [1]
avaient en 1950 analysé le spectre p, les coïnci-
dences p
-y’et y
-y et les conversions internes et externes. R. P. Scharenberg, M. G. Stewart et M. L. Wiedenbeck [2], ont mesuré les corrélations
angulaires y
-y et identifié la transition de 800 keV. P. B. Nutter [3] d’une part et L. S. Good-
man et J. Wexler [4] d’autre part, ont par réso-
nance magnétique déterminé le moment angulaire
et la parité de l’état isomérique de 54 minutes de 49In1g7. Depuis nos premiers résultats [5],
R. K. Girgis et R. Van Lieshout [6] ont préselité quelques données, relevées avec un spectromètre
à scintillations qui sont presque en accord avec les nôtres.
Nous reprenons et complétons ici ce que nous
avons décrit ailleurs [5], [7] (1).
, , ,
Dans la figure 1, on trouvera, résumés, les résul-
tats obtenus jusqu’à présent. Ces résultats diffèrent entre eux sur divers points, qui sont : les valeurs des énergies, les intensités, la présence de y de 820 et 1 770 keV, la valeur des moments angulaires
des niveaux de 2 540 keV et de 2 820 keV et la valeur 5 + attribuée au moment angulaire et à
la parité de l’état isomérique de 54 minutes de
49ll6lM7-
.49
67’ ,3. Mesures effectuées.
A. Énergies des diverses transitions.
-a) Ces
déterminations reposent sur une étude réalisée par scintillations, par conversion externe et par conversion interne. Nous avons obtenu ainsi des valeurs légèrement différentes de celles admises.
b) APPAREILS ET SOURCES. 1. Conversions externes.
- A l’aide d’un spectromètre à lentille mince
(résolution 6 %), nous avons étudié les transitions dans 50Sn11g aux environs de 800, 1 085, 1 275 et
1 750 keV. Les électrons de conversion externe ont été obtenus par effet photoélectrique dans une
feuille d’uranium naturel d’une épaisseur de
50 Mg/CM2.
La source était constituée par un petit bloc
d’indium métallique spectroscopiquement pur de 1 mm de diamètre et de 1 mm d’épaisseur environ,
maintenu derrière le radiateur d’U, au moyen d’une colle synthétique. L’étalonnage énergétique
a été effectué à l’aide de sources de 55Cs1g2 et
de 27COgg. L’enregistrement. simultané de la raie formée par les électrons .K issus de l’uranium par conversion externe du y de 662 keV du beBalBi,
et-de la raie ;.K de conversion interne du 6Ba’37
(1) Les derniers résultats obtenus et qui seront publiés prochainement indiquent que les moments angulaires des niveaux de 2 540 keV et 2 398 keV sont 4.
FIG. 2.
-Conversion externe dans U des y de 662 keV du 5gBalsi superposée
auspectre direct.
permet d’affirmer qu’il n’y a pas de glissement du pic de conversion externe (fig. 2).
2. Conversion interne.
-A l’aide d’un spectro-
mètre plat à champ homogène à enregistrement photographique ou à compteur G.-M, on a déter-
miné l’énergie des raies .K de .5oSn’l", correspon-
dant aux y de 137 et 420 keV.
Les sources étaient formées de bandelettes en
aluminium de 0,3 à 0,5 mm de large, de 10 mm de long et d’un poids de 5 mg/cm2. L’étalonnage a été
réalisé à l’aide de la raie de 1 163 Hp du 69Tmtgg (raie NI du y de 109,7 keV) et des raies K et L du y de 411,8 keV du 8oHgi1$. La résolution de l’appa-
reil était comprise entre 0,5 et 1 %.
3. Mesures par scintillations.
-Les énergies
ont été étudiées à l’aide d’un cristal de NaI (TI)
de 3" X 3", branché à un analyseur R. C. L. à
256 canaux. La source d’indium a été activée dans un flux de 2 .109 neutrons. S-1. cm- 2, ayant un rapport flux thermique/flux rapide d’environ 150,
afin d’éviter les réactions (n, 2n), (n, p) ou (n, oc).
Lors de l’analyse la source a été placée à 20 cm du cristal, dans le but d’exclure la formation de pics
de sommation. Afin d’obtenir une bonne précision,
on a utilisé diverses sources, étalons :
Sur chacun des pics du 5oSnl, on a effectué quatre mesures ou plus avec divers étalons et divers réglages.
c) CONCLUSIONS.
-La figure 3 montre le résultat
obtenu par conversion externe dans la région de
800 keV. Le maximum du pic tombe à 810 ± 10 keV.
FIG. 3.
A la figure 4 on trouvera le résultat de l’analyse
par conversion externe de la région s’étendant aux
FIC.. 4.
environs de 1 100 et 1 300 keV. Les valeurs que
nous avons mesurées pour les énergies des pics qui
y apparaissent, sont respectivement de 1 103 ± 10
et 1302 -4- 10 keV. Les valeurs proposées par
H. Slatis et al [1] sont renseignées à la même figure.
L’analyse par conversion externe de la région
6 510 à 7 390 Hp (couvrant l’énergie de 1 750 keV),
n’a pas permis de mettre en évidence une raie (erreur statistique de 0,5 % par point). La conver-
sion interne dû y de 420 keV ne décèle pas’à la
résolution utilisée (0,5 %) un dédoublement de cette raie (fig. 7).
Le premier niveau de Sn IIG dont l’énergie se
situe à 1 298 keV, coïncide avec le premier niveau
obtenu dans la désexcitation du siSblss [8].
Dans le tableau 1 (p. 866), on trouvera groupés
les résultats de ces diverses déterminations.
B. Coincidences g
-y (420 kev) . -- Étant don-
né les contradictions entourant le moment angu- laire du niveau de 2 535 keV, nous avons vérifié l’existence de la coïncidence p (0,87 MeV) 2013 Y (420 keV).
a) PRINCIPE DE L’ANALYSE.
-D’après la forme
du spectre P donnée par H. Slatis et al., on peut prévoir l’évolution du nombre de coïncidences à obtenir si l’on place la fenêtre p successivement à 0 3 ; 0 6 ; 0 85 MeV (résolution 6 %).
Il suffira alors de former le rapport des coïnci- dences trouvées à deux énergies données El et E2 et de la comparer aux prévisions déduites du
spectre relevé par H. Slatis et al. [1].
b) APPAREIL ET SOURCES.
-Ces coïncidences ont été relevées à l’aide d’un spectromètre à len-
tille mince. Les rayons p sont focalisés sur un cristal d’anthracène. Le spectre y est enregistré par un
cristal NaI(TI). A la sortie des phototubes R. C. A.
5 819 les signaux amplifiés sont mis en coïnci-
dences rapides. Ils commandent l’ouverture d’un
866
TABLEAU 1
« gate», livrant passage aux signaux du canal y,
qui sont ensuite analysés. Le temps de résolution
est 2r
=3.10- 8 s. Le fonctionnement des dis-
criminateurs, du
«gate » et des analyseurs, a été
vérifié à l’aide notamment des rayons y de 323 keV du 23V’>’ et de 662 keV du 5,3B al37
Les sources circulaires (1 mm2) ont été préparées
par évaporation sous vide d’In métallique spectros- copiquement pur, sur un support en Al (1 mg/cm2).
Le dépôt obtenu est de 1 mg/em2. Support et dépôt
ont alors été irradiés au B. R. I. de mol durant 4 h dans un flux de 8.1011 neutrons. s-1. cm 2.
c) RÉSULTATS.
-Désignons par :
Nev(Ei): le nombre de coïncidences vraies à
l’énergie Ei du p.
Net : le nombre de coïncidences comptées, la
fenêtre y étant placée sur le pic photoélectrique
du y de 420 keV.
TVct : le nombre de coïncidences comptées, la
fenêtre y étant placée à côté du pic photoélectrique
de 420 keV.
Nci et N;f : les coïncidences fortuites correspon- dantes.
Npi et Nai : les nombres de p comptés et corres- pondant à l’énergie Ei.
On écrira :
et en formant les rapports :
On obtient les résultats donnés dans le tableau 2.
TABLEAU 2
Ces valeurs indiquent que les rayons y de 420 keV coïncident avec les p de 0,87 MeV.
C. Coïncidences y- y.
--a) L’analyse des éner- gies et de la coïncidence p
-y (420 keV) ayant
confirmé la structure entourant le niveau de 2 535 keV, nous avons étudié les coïncidences y - y, dans l’espoir de lever l’énigme entourant
le J du niveau de 2 535 keV, et pour prouver la
présence ou l’absence de la transition de 1 756 keV.
b) APPAREILLAGES.
2013Ces mesures ont été effec- tuées à 1"aide d’un appareil à coïncidences lentes
(2r
=2,4 X 10-6 s). Cet instrument est com-
posé d’un analyseur R. C. L. à 256 chenaux, qui
relève le spectre en coïncidences avec le pic photo- électrique du y étudié et sélectionné par un ana-
lyseur
«Tracerlab » à 50 canaux.
c) RÉSULTATS.
r--On trouvera sur la figure 5, les spectres des y en coïncidences avec les pics photo- électriques de 2 117 keV, 420 keV et 1 298 keV.
Les résultats complets de cette analyse [5] sont
FIG. 5.
FIG. 5a.
-Coïncidences y de 2 117 kev-y.
FIG. 5b.
-Coïncidences y de 420 kev-y.
Fie. 5c.
-Coïncidences y de 1 298 kev-y.
FIG. 5d.
-Spectre sans coïncidence
(correspondant à la figure 5c).
groupés dans le tableau 3. Ils confirment la suite des niveaux rapportés par H. Slâtis et al. [1] et
font apparaître de plus l’existence de la transition 1 756 ± keV en coïncidence avec la transition
de 1 298 keV et absente dans les coïncidences avec TABLEAU 3
la transition de 420 keV. Nous n’avons pas relevé les coïncidences avec le y de 137 keV, pour lequel
nous avons admis les résultats de Slâtis -et al. [1].
D. Conversions internes des Y de 137 keV et 420 keV.
--a) D’après les tables des coeffi-
cients de conversion publiées par M. E. Rose [9],
les valeurs expérimentales trouvées par H. Slâtis et al. [1], ne permettent pas de décider de la nature .Ml ou E2 de la transition de 420 keV.
Comme d’autre part, aucune mesure n’a été men-
tionnée pour la transition de 137 keV, nous avons analysé les rapports des conversions .K/L liées
à ces deux gammas..
Nous avons de plus étudié par voie photogra- phique la région d’énergie d’électrons comprise
entre 20 et 150 keV. C’est en effet dans ce domaine que doit se trouver, si elle existe, la transition isomérique entre les niveaux de 54 minutes et de
13 secondes de 49 67-
b) APPAREILS ET SOURCES.
-1. Mesure des intensités des raies K et L.
r-Ces relevés ont été effectués au moyen d’un spectromètre plat à champ homogène et permanent, équipé d’un comp-
teur G.-M. dont la fenêtre (1 mm X 1 cm) se déplace dans le plan occupé normalement par la
plaque photographique.
La vérification du fonctionnement de l’appareil
a été réalisée au moyen des raies de conversion du
69Tmtgg et 8OHglge
Les sources ont été préparées par vaporisation
sous vide d’indium métallique spectroscopique-
ment pur. Les dépôts d’une épaisseur de l’ordre
de 1 à 5 mg/cm2, ont été réalisés sur de l’aluminium
de 5 mg/cm2. Support et dépôt ont alors été irra-
868
diés dans un flux de 1012 neUfons. S-l. cm-2 du- rant 4 h.
2. Recherche de la transition isomérique.
-Notre
but étant de déterminer l’intensité maximum que
pourrait avoir une transition isomérique, nous
avons utilisé la détection photographique d’un spectromètre plat à champ homogène et permanent.
La mesure photométrique des noircissements des raies A, Aa, Bb, E du Th (B + C + C") permet
de se faire une idée de la sensibilité du filpi dans
la région d’énergie étudiée. Les sources utilisées sont identiques à celles décrites ci-dessus.
c) RÉSULTATS DES MESURES. 1. Multipolarités
des transitions de 137 et 420 ke V. Les spectres relevés
à l’aide du compteur G.-M. et que nous reprodui-
sons aux figures 6 et 7, permettent de déterminer
FIG. 6.
-Raies K, L et M des y de 137 keV.
les intensités des raies .K et L, en mesurant la
hauteur maximum des pics. La soustraction dru p
continu s’effectue en admettant sa linéarité sous
le pic de conversion, en remarquant que les raies K et L, doivent avoir quasi la même largeur à la
base [10].
Ces mesures conduisent aux résultats du ta- bleau 4. Ces valeurs corrigent celles que nous avons
publiées précédemment [11]. L’attribution la plus probable est que la transition de 420 keV est qua-
dripolaire électrique et que celle de 137 keV est
Fm. 7.
-Raies et L des y de 420 keV.
TABLEAU 4
un mélange de transition dipolaire magnétique et quadripolaire électrique (43 % Ml + 57 % E2).
2. Analyse du spectre de basse énergie.
--Entre
les niveaux de 54 minutes et de 13 secondes de
4,Inl", il existe une différence J
=4 ou 5. En tenant compte des côefficients de conversion K ou
L que possède une telle transition, vu que les noir- cissements de la raie K du y de 137 keV est par- faitement visible et qu’aucune autre raie n’appa-
raît dans le domaine d’énergie étudié, on peut con-
clure que s’il existe dans 49In187 une transition isométrique, son intensité maximum ne peut dé-
passer 0,5 %.
E. Mesures du temps. de vie du niveau de 2 117 keV.
Nous avons repris les mesures de coïncidences retardées aussi bien y
-y que p
-y, pour véri- fier si effectivement le temps de vie du niveau de 2 117 keV-était bien de l’ordre de 10-8 s. [12].
Le résultat ne s’est pas confirmé et est en accord
avec l’observation faite récemment par R. Stiening
et M. Deutsch [13].
4. Conclusions
--Les énergies ne correspondent
pas tout à fait aux valeurs publiées par H. Slâtis et al. [1], mais se rapprochent des valeurs données par R. K. Girgis et R. Vân Lieshout [6].
A la résolution utilisée (0,5 %), nous n’avons
pas enregistré une transition autre que celle de 420 keV dans la région 350 à 480 keV.
La méthode des coïncidences y
-y, fait appa- raître l’existence d’une transition de 1 756 keV, qui n’est en coïncidence qu’avec celle de 1 298 keV.
Les mesures effectuées en conversion interne,
montrent que la transition de 137 keV est un
mélange 43 % M1 + 57 % E2 et qu’il n’existe pas dans le domaine d’énergie possible [14] (25 keV -
180 keV) de transition isomérique dont l’intensité maximum possible, variant suivant les énergies, passerait de 0,10 % (à 30 keV) à 0,5 % (à 180 keV).
Les mesures de conversions internes ont deux conséquences : d’abord elles indiquent que le niveau de 2 535 keV ne peut être que 4 +. Ce résultat n’est pas en accord avec celui déduit par R. P. Scharenberg et al. [2]. Ensuite par l’absence de transition isomérique, elles montrent que le niveau de 3 054 keV doit être alimenté à partir de
l’état isomérique de 54 minutes, par une quatrième composante du spectre p, qui peut être celle men-
tionnée par H. Slâtis et al. [1].
Dans la figure 8, nous indiqwns le schéma de désintégration quelque peu modifié. Nous nous abstenons de donner les valeurs des moments
angulaires et des parités des niveaux de 2 807 keV et 3 054 keV. En effet, les mesures de corrélations
angulaires que nous avons déjà effectuées, ainsi
que celles en cours et que nous espérons publier
très prochainement, semblent indiquer que les valeurs acceptées jusqu’à présent, ne sont pas tout à fait exactes. Nous reportons également à plus tard les résultats de nos mesures d’intensités
[5] déduites des mesures de coïncidences y - Y.
FIG. 8.
Ce travail ayant été réalisé sous la conduite de M. le Pr de Hemptinne, nous le remercions très vivement. Nous remercions également MM. Deutsch
et Zsembery, ainsi que l’équipe du B. R. 1 de Mol, qui nous ont assistés dans cette étude. Nous ne
pouvons oublier l’Institut Interuniversitaire des Sciences Nucléaires, dont l’aide financière est à la base de notre recherche.
Manuscrit reçu le 4 juillet 1960.
BIBLIOGRAPHIE
[1] SLATIS (H.), DUTOIT (Stefen J.) et SIEGBAHN (Kaï),
Arkiv. Fysik, 1950, 2, n° 50.
[2] SCHARENBERG (R. P.), STEWART (M. G.) et WIEDEN-
BECK
