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RÉACTIONS INDUITES SUR LE CARBONE PAR
LES NEUTRONS RAPIDES
A. Huck, G. Walter, A. Coche
To cite this version:
C l - 8 8 A. HUCK, G. WALTER ET A. COCHE Bibliographie
[l] ANDERSON (C. E.), Reactions between Cornplex Nuclei, [4] FLEURY (A.) et SIMONOFF (G. N.), Phys. Letters, 1955, 1961, Zucker, Howard and Halbert, ed. (New York 14,44.
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Phys. Rev., 1964,134, B 74. 1965.
RÉACTIONS INDUITES SUR LE CARBONE
PAR LES NEUTRONS RAPIDES
Département de Chimie Nucléaire, Centre de Recherches Nucléaires, Strasbourg-Cronenbourg
Résumé.
-
On a examiné les spectres des particules a résultant des interactions des neutrons rapides (15 à 17 MeV) sur les atomes de carbone d'un scintillateur organique en discriminant protons de recul et hélions. Plusieurs réactions interviennent : on a pu déterminer les sections efficaces totales de lzC(n, oro) 9Be pour En = 16 MeV (a = 49 f 16 mb) et pour En = 17 MeV(u = 54
ir
18 mb).Abstract. - Separation between alpha particles and recoil protons, detected with an organic scintillator, was accomplished in order to investigate the alpha particle spectra resulting fram fast neutron interactions with carbon atoms in stilbene. The total cross section for lzC(n, ao) 9Be is given at E, = 16 MeV (a = 49
+
16 mb) and En = 17 MeV (a = 54 f 18 mb).Un scintillateur organique permet la détection .des des réactions induites sur les atomes de carbone. neutrons rapides par l'intermédiaire des protons de L'émission de ces hélions peut correspondre aux recul mais également par celui des particules a résultant différents mécanismes suivants :
Réactions Produits
Les mécanismes (1) et (5) ont été confirmés par les expériences de Graves [l] et Frye [2]. Brinkley [3] et récemment Mosner [4, 51 ont montré que les autres processus interviennent également. A partir de ces expériences, réalisées à l'aide d'émulsions nucléaires ou de chambres de Wilson, on n'a cependant pas pu déduire les sections efficaces pour tous ces mécanismes. Johnson [6] a été le premier à mettre en évidence certaines de ces réactions sur les atomes de carbone du cristal scintillateur de stilbène placé dans un flux de neutrons rapides. Dans ce cas l'émission des diffé- rentes particules envisagées se fait dans un temps
très court par rapport à l'émission de la lumière ;
on observe donc une scintillation globale correspondant
à la perte d'énergie totale des produits de la réaction. Nous avons repris ces mesures à l'aide d'une tech- nique améliorée [7, 81 permettant la discrimination entre protons et particules a détectés. Les résultats obtenus dans le cas du stilbène irradié aux neutrons rapides (En = 16 MeV) sont illustrés par la figure 1. On constate que la mesure simuItanée des deux composantes de la scintillation par analyse bidimen- sionnelle permet la séparation des trois types de par- ticules détectées (a, p, e).
RÉACTIONS INDUITES SUR LE CARBONE PAR LES NEUTRONS RAPIDES C l - 8 9
A partir de ces spectres, on a tracé les distributions en énergie des particules a (Fig. 2) pour des neutrons incidents de 15, 16 et 17 MeV. Sur cette figure on a représenté également les spectres, désignés par (a
+
p), résultant de la seule discrimination n - y. On constate l'importance de la contribution des particules a dont les techniques de discrimination n-
y couramment employées pour la détection des neutrons ne tiennent pas compte. Nous avons cherché à interpréter, à partir des mécanismes cités, les résultats obtenus dans le cas des particules a.La réaction 12C(n, ~t,)~Be se traduit par une dis- tribution continue, les hélions détectés étant émis entre
O et 180". Les limites supCrieures des spectres a corres- pondent à l'énergie maximale des produits de cette réaction.
Le processus 12C(n, n') 3 a par l'intermédiaire des niveaux d'excitation du carbone compris entre 7,65 et
12,73 MeV donne des produits dont l'énergie s'étend jusqu'à 8,l MeV pour En = 17 MeV. Ce mécanisme peut rendre compte de l'accroissement du nombre d'événements a enregistrés au-dessous de cette énergie. Entre ces deux limites, le spectre peut représenter les désintégrations correspondant à 12C(n, a) 'Be* par
l'intermédiaire du niveau de 2.43 MeV de 'Be. On ne peut cependant pas distinguer ces événements de ceux qui proviendraient d'une éventuelle désexcitation de 12C à partir d'un niveau supérieur à 12,73 MeV.
A
l'aide de la région du spectre provenant de la réaction 12c(n, a,) 'Be, nous avons pu estimer la variation de la section efficace totale de celle-ci entre 15 et 17 MeV. En prenant les valeurs publiées par Chatterjee [9] à En = 15 MeV : o = 69 13 mb, nous obtenons o = 49 f 16 mb pour En = 16 MeV etcr = 54 f 18 mb pour En = 17 MeV.
Ces mesures sont poursuivies pour des énergies de neutrons incidents comprises entre 15 et 22 MeV dans le but de déterminer les sections efficaces de la réaction 12C(n, nt) 3 a. N o m b r e d'impulsions 6 8
t
I , I'p
E, (MeV) l2 1 I 1 i 5 3 3.5 4 Ep ( M e V ) E,=17 MeV En = 16 M e V Bibliographie[l] GRAVES (E. R.) et DAVIS (R. W.), Phys. Rev., 1955, 97,
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[4] MOSNER (J.), SCHMIDT (G.) et SCHINTLMEISTER (J.), Nucl. Phys., 1965,64, 169.
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