DIFFUSION ÉLASTIQUE DES NEUTRONS DE 14 MeV PAR LE POTASSIUM

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HAL Id: jpa-00213053

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Submitted on 1 Jan 1966

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DIFFUSION ÉLASTIQUE DES NEUTRONS DE 14

MeV PAR LE POTASSIUM

J. Roturier, J. Irigaray, M. Lagardère, S. Sonnaert, G. Petit

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DIFFUSION ÉLA

STIQUE

DES NEUTRONS

DE 14

MeV PAR LE

POTASSIUM

S. ROTURIER, J. L. IRIGARAY, M. LAGARDÈRE, S. SONNAERT et G. Y. PETIT Laboratoire de Physique Nucléaire. Faculté des Sciences de Bordeaux

et Commissariat à 1'Energie Atomique

Résumé. - Nous avons mesuré la section efficace totale et la section efficace différentielle de diffusion élastique des neutrons de 14 MeV par le potassium. Nous analysons ces résultats au moyen d'un potentiel optique non local. Nous pouvons obtenir un accord satisfaisant pour la section efficace de diffusion élastique, mais non pour la section efficace totale.

Abstract. - Experimental results for the total cross section and differential elastic scattering cross section are given. A theoretical analysis is made using a non-local optical model. We find good agreement for ucl(B), but not for <TT.

Dans une expérience de diffusion élastique des b0 (mb/~r) dn

neutrons de 14 MeV sur le béryllium [Il, nous avons qooo montré que nos résultats expérimentaux étaient en

bon accord avec les sections efficaces théoriques

déduites d'un modèle proposé par Wilmore et Hodg-

p

valeurs Expérimentales

son [2] à condition d'ajouter un terme constant qui

_-

_{non local Vsp:1300Mev} peut traduire une certaine contribution de la formation

d'un noyau composé. Nous avons donc recherché --- non local Vsp= O

si nous observions un phénomène analogue avec le _//

₊

_7mb/sr

potassium. 100

Les neutrons incidents ayant une énergie de 14,l MeV sont produits par la réaction 3H(d, n) 4He (E, = 200 keV). L'énergie des neutrons diffusés est mesurée par une méthode de temps de vol [3]. Le diffuseur est constitué par du potassium contenu dans une boîte cylindrique, mince et étanche, de duralumin. Le diamètre est de 3 cm et la longueur de 5 cm, et dans

10 ces conditions, nous avons 0,7 mole de potassium.

Nous avons négligé les corrections qui pourraient s'introduire si l'on tenait compte de la diffusion multiple. La base de temps de vol est de 1 m et la résolution en temps est 0,95 ns (largeur totale à

mi-hauteur). La résolution en énergie est alors pour les neutrons diffusés de l'ordre de 1,4 MeV.

Nous avons mesuré la distribution angulaire de la

section efficace différentielle de diffusion élastique O 30' 60° 90' 120° 15o0 180'

pour 15 angles compris entre 15" et 155' dans le sys- tème du laboratoire. Les résultats expérimentaux sont

représentés sur la figure 1. Les incertitudes notées Nous avons analysé les résultats au moyen du sont purement d'origine statistique, mais il est néces- modèle optique non local, proposé par F. G. Perey saire de tenir également compte de l'incertitude de et B. Buck [4]. Nous avons conservé la forme non l'ordre de 5

% sur l'efficacité du détecteur de neu-

locale du potentiel 151 plutôt que d'utiliser un potentiel trons, ce qui entraîne une légère imprécision sur la local équivalent [2]. L'équation de Schrodinger dont la normalisation de la section efficace. fonction d'onde $ [ r ] est solution, peut s'écrire :

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C 1

-

140 J. ROTURIER ET COLL.

avec le potentiel non local :

( r ; " ) ( V

-/)

V ( r , f") = U --- H ---

p est l'étendue de la non-localité, U est le potentiel

central usuel.

Les calculs ont été effectués pour deux valeurs du potentiel spin-orbite V,,, d'une part avec Vsp =

1 300 MeV et d'autre part avec V,, = O. Les deux courbes représentatives sont données sur la figure 1 et comme on pouvait s'y attendre, il n'y a pas une très grande différence lorsque l'on fait varier le potentiel spin-orbite. 11 semble toutefois que le meilleur accord avec les points expérimentaux soit obtenu pour V,, = O, et en ajoutant un terme constant 7

+

2 mb/sr. Nous avons alors mesuré la section efficace totale O,

et nous avons obtenu par intégration la section efficace de diffusion élastique a,. Nous avons comparé ces sections efficaces aux calculs théoriques. Les résultats sont groupés dans le tableau ci-dessous.

Non local

1

Résultats

vSp

= N o n local! expériment. 1 300 M ~ V VSP = O Aba- CUS

1,84 b

Nous constatons que la section efficace de réaction calculée a, = a, - a, est toujours inférieure à la valeur expérimentale. Nous avons donc essayé de faire varier les paramètres du potentiel optique. Pour cela, nous nous sommes servis du code Abacus [6]. La valeur minimale du paramètre

x2

a pu être légèrement amé- liorée (18,s contre 26,2 avec le potentiel non local) mais par contre a, diminue. En particulier, nous avons étudié systématiquement la variation du potentiel imaginaire sans réussir à obtenir un ban accord pour la distribution angulaire de diffusion élastique. Nous n'avons donc pas poursuivi nos recherches dans cette voie.

Nos résuItats semblent montrer que le potentiel optique tel que nous l'avons utilisé ne permet pas de représenter de façon satisfaisante i'interaction des neutrons de 14 MeV avec le potassium. Pour détermi- ner si ce désaccord provient de la présence d'une couche fermée de neutrons, nous avons procédé à une étude similaire dans le cas du calcium-40 en utilisant des résultats expérimentaux obtenus par d'autres auteurs. Les résultats obtenus sont donnés par ailleurs [7].

Bibliographie

[ l ] ROTURIER (J.), IRIGARAY (J. L.) et PETIT (G. Y.),

C. R. Acad. Sci., 1965, 260, 4491.

[2] WILMORE (D.) et HODGSON (P. E.), NUCI. Phys., 1964,

55, 673.

[3] IRIGARAY (J. L.), ROTURIER (J.) et PETIT (G. Y.),

Nucl. Instr. and Mefh. (à paraître).

[4] PEREY (F. G.) et BUCK (B.), Nucl. Phys., 1962, 32,353.

[5] LAGARDÈRE (M.) et SONNAERT (S.), Rapport C . E. A. (non publié).

[6] AUERBACH (E. H.), B. N. L. 6562, 1962, non publié. [7] ROTURIER (J.), IRIGARAY (J. L.), LAGARDÈRE (M.),