HAL Id: jpa-00236516
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236516
Submitted on 1 Jan 1961
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.
Diffusion élastique de deuterons de 11,85 Mev sur Al, Si, P, S
G. Demortier, P.C. Macq
To cite this version:
G. Demortier, P.C. Macq. Diffusion élastique de deuterons de 11,85 Mev sur Al, Si, P, S. J. Phys.
Radium, 1961, 22 (10), pp.597-601. �10.1051/jphysrad:019610022010059701�. �jpa-00236516�
597
6CM = 125° 16’, iilo 50’ et 1660 font apparaître un
ensemble de résonances très aiguës, pour des éner-
gies des protons voisines de E1ab . - 1900 keV.
Dans cette région, nous faisons varier l’énergie du
Van de Graaff par sauts de 0,5 keV.
Les courbes d’excitation 31P(pp)31P tracées pour
6CM = 125o 15’, 1430 40’ et 1650 29’ révèlent l’exis- tence d’au moins 5 résonances. Dans toutes ces mesures, l’énergie de l’accélérateur varie par sauts
inférieurs à 2,5 keV. Toutes les mesures ont été
répétées plusieurs fois afin d’éliminer les erreurs fortuites. Une estimation des erreurs relatives affec- tant nos mesures est en cours.
Nous nous proposons d’analyser ces résultats
afin d’étudier les niveaux excités de 150,32 S et 41 K correspondant aux résonances que nous avons rele-
vées, et en particulier de déterminer si possible le spin et la parité de ces niveaux.
BIBLIOGRAPHIE
[1] BOLMGREN, FRESER, LIKELY et FAMULARO, Phys. Rev., 1957,105,210.
[2] HAGEDORN, MOZER, WEBB, FOWLER et LAURITSEN, Phys. Rev., 1957, 105, 219.
[3] FERGUSON, CLARKE et GOVE, Phys. Rev., 1959, 115,
1655.
[4] FERGUSON, Phys. Rev., 1959, 115, 1660.
[5] GROVE et COOPER, Phys. Rev., 1951, 82, 505.
[6] PAUL, GROVE, LITHERLAND et BARTHOLEMEW, Phys.
Rev., 1955, 99, 1339.
[7]. KERN et COCHRAN, Phys. Rev., 1956, 104, 711.
[8] FREIER, FAMULARO, ZIPOY et LEIGH, Phys. Rev., 1958, 110, 445.
[9] WALTER, MALAKHOV, SOROKIN et TARANOV, Bull. Acad.
Sc. (U. R. S. S.), Série Physique, tome XXIII, n°, 7,
1959, pp. 856-848.
DIFFUSION ÉLASTIQUE DE DEUTERONS DE 11,85 MeV SUR Al, Si, P, S Par G. DEMORTIER (*) et P. C. MACQ,
Centre de Physique Nucléaire, Université de Louvain, Belgique.
Résumé. 2014 Nous avons mesuré les distributions angulaires des deutérons diffusés élastiquement
sur 27Al pour une énergie des deutérons de 11,85 MeV et sur 28Si, 31P et 32S pour une énergie
des deutérons de 11,5 MeV. La région angulaire étudiée se situe entre 15° et 152°5.
Abstract. 2014 We measured the angular distributions of elastically scattered 11.85 MeV deu- terons on 27Al and of 11.5 MeV deuterons on 28Si, 31P and 31S. These angular distributions were
measured between 15° and 152°5.
LE JOIJRNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961, PAGE 597.
Introduction. - La section efficace différen- tielle de diffusion élastique de deutérons par des
noyaux légers a été mesurée à différentes énergies [voir bibliographie dans [1], [2], [3]].
Nous avons repris à 11,85 et 11,5 MeV la mesure
de deux distributions angulaires déjà étudiées
dans cette région d’énergie : 2’Al (11,15 MeV)
et 32S (10,95 MeV). Nos résultats sont en accord
avec ceux de Takeda [1] pour 27Al ; quant au 32S (95 %), nous avons élucidé une anomalie apparais-
sant dans ses résultats.
Nous avons également mesuré la diffusion élâs-
tique de, deutérons de 11,5 MeV par 28Si (92 %)
et 31P.
Dispositif expérimental. - Le faisceau de deu- térons de 11,85 MeV du cyclotron du Centre de
Physique Nucléaire de l’Université de Louvain
(fig. 1) est analysé par un aimant qui le défléchit de 550 à travers une série de collimateurs vers une
chambre à réactions circulaire de 60 cm de dia-
mètre (fig 2).
Celle-ci possède un couvercle supérieur niobile
autour de son axe. A ce couvercle sont fixés sui- vant un même rayon deux compteurs : le premier
du type proportionnel à remplissage classique Argon-Méthane, le second un scintillateur CsI de 2 mm d’épaisseur monté sur photomultipli-
cateur RCA 6199. Les deutérons diffusés sur une
cible placée dans l’axe de la chambre doivent,
pour atteindre le scintillateur (compteur E) tra-
verser la chambre proportionnelle (compteur DE)
où ils y perdent une partie AE de leur énergie. Les signaux des deux compteurs en coïncidence servent de « verrou » au spectre sortant du CsI enregistré
sur 200 canaux d’un analyseur RIDL. Un choix
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010059701
judicieux du niveau du discriminateur de la chaine DE permet d’éliminer du spectre E une grande partie des protons de stripping ; à énergie égale ceux-ci donnent des impulsions plus faibles
FIG. 1. - Géométrie de l’expérience.
que les deutérons suivant la relation approchée E(AE) = K. Masse.
Le moniteur, un scintillateur CsI monté sur
photomultiplicateur RCA 6199, est fixé au cou-
vercle inférieur de la chambre et est orienté vers la
cible ; son axe fait un angle de 50° avec le faisceau incident de deutérons.
L’énergie des deutérons a été mesurée par la réaction (d, oc) sur 12C ; elle est de 11,85 MeV La résolution actuelle de l’analyseur est de 1,5 %, fente d’entrée largement ouverte. Cette mesure a été effectuée en plaçant une source monocinétique
de particules oc (Po : 5,3 MeV) à l’entrée de l’ana-
lyseur.
La résolution totale du système de détection est de l’ordre de 4 %.
Le niveau du discriminateur de la chaîne AE
a été choisi tel que, à 40°, l’efficience du circuit de coïncidence soit 100 %. De ce fait, vers les plus grands angles, où l’énergie des deutérons devient
plus petite et donc AE plus grand, cette efficience
se conserve. Vers l’avant (6 400) nous avons
travaillé sans le circuit de coïncidence.
Le repérage de l’angle 0 = 0 a été effectué par
une mesure de diffusion par Au qui en-dessous de 20° est du type Rutherford pur.
FIG. 2. - Chambre à réactions.
F : Fenêtre en lucite ; ;’ C : Cible solide ; P : Compteur proportionnel (AE) ; E : . Compteur’ E ; M : Moniteur ;
R : : Roulement à billes ; A : Absorbeurs étalons ;
S : Source étalon ; P : Plateau tournant.
Les eibles. - Les seules cibles solides utilisées
sont des feuilles de 2’Al de type commercial de
pureté 99,9 %. Dans les. mesures vers l’avant
(6 40°), leur épaisseur était de 0,22 mg/cm2,
pour réduire le taux, de comptage ; ; elle était de 1,35 mg/cm2 pour 0 > 40°. Ces cibles solides sont fixes par rapport à l’axe du’faisceau incident. Leur inclinaison par rapport à l’axe du faisceau a été changée pour diverses régions angulaires.
Pour les expériences sur 32S, 31P et 28Si, nous
avons utilisé des cibles gazeuses de D2S, PD3 et SiH4.
Le gaz est contenu dans une chambre cylin- drique de 10 cm de diamètre de bases en laitôn et fermée latéralement par une -feuille de mylar
de 20 y. La pression à l’intérieur est de l’ordre de 30 cm. Hg. Comme le moniteur est lui aussi axé
599 sur cette cible, une variation de pression ne doit
faire l’objet d’aucune correction ; nous ne rete-
nons en effet de son spectre que les deutérons diffu- sés élastiquement par l’élément étudié. Ainsi lors des expériences sur D 2S, nous avons constaté une
. FiG. 3. - Diffusion élastique de deutérons de 11,85 MeV par 27Al.
polymérisation du gaz sous l’effet des radiations.
La chambre à gaz est solidaire du dispositif
E. AE. La compteur DE regarde la chambre à tra-
vers un collimateur. Lors de la rotation, la fenêtre
de mylar ne présente pas toujours la même surface
au faisceau incident, ce qui augmente sa durée d’utilisation. Les deutérons réagissant dans la région utile ont une énergie de 11,5 MeV.
Résultats. - Le bruit de fond assez continu des protons de stripping et d’évaporation non éliminés
par le dispositif à coïncidences a chaque fois été décompté. L’erreur statistique sur la mesure est au
maximum de 3 %, mais nous avons évalué à 10 %
l’erreur globale aux grands angles. Les mesures
ont été effectuées de la façon suivante :
La cohérence des résultats prouve la parfaite
stabilité de l’électronique. Si certains points manquent dans une distribution, c’est que la contri- bution élastique ne se détachait pas assez claire- ment.
FIG. 4. - Comparaison des sections efficaces différentielles de 27 Al rapportées à la section efflcace différentielle Rutherford à 15 MeV, 13 MeV, 11,85 (écrit par erreur
11,87) MeVet 11,15 MeV.
2’Al (fig. 3 et 4). - Nos résultats sont en parfait
accord avec ceux de Takeda [1] obtenus avec des
deutérons de llil5 MeV et comparables à ceux
de Cindro [3] à 13 et 15 MeV (fige 4).
28Si et 31P. - Les résultats sont donnés aux
figures 5 à 8. La diffusion élastique de deutérons
par ces éléments n’avait pas été étudiée jusqu’à ce jour.
32S (fig. 9 et.10). - Nos résultats sont en accord
avec ceux de Takeda sauf dans la région de 55° à’
80o qui comportait d’ailleurs une anomalie [1].
Conclusions. - Tout en soulignant la ressem-
blance des distributions étudiées, et la forte diffu-
élastique de deutérons de 11,5 MeV
par 28 Si. FIG. 7. - Diffusion élastique de deutérons de 11,5 MeV par 31P.
FIG. à la section 6. - Section efficace efficace différentielle Rutherford à différentielle de 28Si 11,5 MeV.rapportéa FIG. 8.
- Section efiicace différentielle de 81P rapportée
à la section efficace différentielle Rutherford à 11,5 MeV.
601
FIG. 9. - Diffusion élastique de douterons de 11,5 MeV par 325.
sion aux angles arrière, nous ne désirons donner
aucun commentaire sur l’acceptabilité des di-
verses théories développées jusqu’à présent ; on
en trouvera les références dans les articles cités ici.
FIG. 10. - Section efficace différentielle de 32S rapportée
à la section efiicace différentielle Rutherford à 11,5 MeV.’
Remereiements. -- Nous tenons à remercier M. le Professeur M. de -Hemptinne pour l’intérêt
qu’il a porté à ces travaux et l’I. I. S. N. qui a
subsidié ces recherches. Nos remerciements vont au personnel du cyclotron, qui a assuré le fonc-
tionnement de l’accélérateur et à Mme M. Germain- Lefèvre pour la préparation des cibles gazeuses.
BIBLIOGRAPHIE
[1] TAKEDA (M.), J. Phys. Soc., Japan, 1960, 15, 557.
[2] JAHR (R.), MULLER (K. P.), OSWALD (W.) et SCHMIDT-
ROHR (U.), Z. Physik, 1961, 161, 559.
[3] CINDRO (N.) et WALL (N. S.), Phys. Rev., 1960, 119,
1340. CINDRO (N.), CERINEO (M.) et STRZALKOWSKI
(A.), Nucl. Physics, 1960, 21, 38.
