HAL Id: jpa-00236236
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Submitted on 1 Jan 1960
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Absorption résonnante du rayonnement γ sans recul du noyau de 166Ho et 193Os
A. Bussière de Nercy, M. Langevin, M. Spighel
To cite this version:
A. Bussière de Nercy, M. Langevin, M. Spighel. Absorption résonnante du rayonnement γ sans recul du noyau de 166Ho et 193Os. J. Phys. Radium, 1960, 21 (5), pp.288-290. �10.1051/jphys- rad:01960002105028800�. �jpa-00236236�
288.
ABSORPTION RÉSONNANTE DU RAYONNEMENT 03B3 SANS RECUL DU NOYAU DE 166Ho ET 193Os
Par A. BUSSIÈRE DE NERCY, M. LANGEVIN et M. SPIGHEL,
Laboratoire de Physique Nucléaire, Faculté des Sciences, Orsay.
Résumé. - L’effet d’absorption et d’émission sans recul du noyau a été vérifié pour le rayon- nement 03B3 de 129 keV de 191Os et de 100 keV de 182Ta. La même méthode a permis de mettre cet
effet en évidence pour les rayonnements 03B3 de 80 keV de 166Ho et de 73 keV de 193Os. Une tentative d’observation d’un effet Zeeman nucléaire permet de fixer une valeur maximum au moment
magnétique du noyau de 193Ir dans son état excité de 73 keV.
Abstract. 2014 Recoiless resonant absorption has been observed for the 03B3 rays of 129 keV and 100 keV from 191Os and 182Ta. The same experimental method shows this effect for the 03B3 rays of 80 keV and 73 keV from 166Ho and 193Os. A search for a nuclear Zeeman effect gives a maxi-
mum value of two for the magnetic moment of the 73 keV excited state of 193Ir.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, MAI 1960,
Les expériences de Mossbauer [1] ont montré
que dans un milieu cristallin à basse température l’émission y peut s’effectuer sans recul du noyau
avec une probabilité f et que ce y peut être absorbé
sans recul du noyau absorbant avec une proba-
bilité f’. Les facteurs f et f’ sont alors donnés par la relation :
R ._-_ E2j2Mc2 est l’énergie normale de recul du
noyau de masse M après émission ou absorption
d’un photon d’énergie E ; 0 est la température
de Debye ; T la température de la source ou de l’absorbant, T étant notablement inférieur à 0.
Dans ces conditions l’absorption résonnante du
rayonnement y par un écran de même nature que le noyau émetteur doit se produire pour une fraction f du rayonnement émis par la source avec un coefficient fcn/2, c étant la section efficace maximum à la résonance et n étant le nombre d’atomes par centimètre carré de l’isotope corres- pondant au noyau émetteur.
La quantité f étant fonction de la température
de la source nous avons étudié la variation relative de l’absorption en fonction de cette température.
L’absorbant étant constamment maintenu à la
température de l’azote liquide (T === 78 OK) le
coefficient d’absorption est mesuré avec la source
à la température ambiante et avec la source à la température de l’azote liquide.
Notre dispositif expérimental est schématisé
FiG. 1.
(fige 1). Le faisceau de rayonnement y d’angle
solide voisin de 5.10-4 est obtenu par deux cana-
liseurs d’étain permettant d’éliminer les effets
perturbateurs du rayonnement XK du plomb
provenant des différents blindages. L’absorbant
placé dans un vase Dewar à parois minces se
trouve à égale distance de la source et du détecteur constitué par un cristal de NaI-Tl de 2,5 cm de
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105028800
289
diamètre et de 5 mm d’épaisseur. Pour mieux
assurer leur refroidissement la source et l’écran sont placés au contact direct de l’azote liquide.
Dans le vase Dewar l’absorption du rayonne-
ment y par l’azote a été évitée en plaçant l’absor-
bant entre deux demi cylindres de polystyrène expansé. Les effets d’absorption et de rétro-
diffusion dus à l’azote liquide refroidissant la
source ont été évités en plaçant la source entre la paroi et une plaque de polystyrène expansé gar-
nissant le fond du récipient.
En utilisant des absorbants suffisamment minces la variation relative de l’absorption est donnée
par la relation suivante
pour les valeurs de R et de 0 correspondant aux
cas étudiés. Les valeurs de DXJX observées pour le rayonnement y provenant de la désexcitation des noyaux de 193Ir, 191Ir, 166 Er et 153Eu sont
données dans le tableau ci-joint. Les valeurs de
dX/X obtenues sont bien dues à un phénomène d’absorption résonnante sans recul car,1 dans les mêmes conditions expérimentales, la variation d’absorption est nulle pour des absorbants de Z voisin ne contenant pas l’espèce nucléaire pouvant présenter le phénomène de résonance.
Ce tableau indique les caractéristiques du rayon- nement y choisi et son coefficient de conversion,
la nature de la source et de l’absorbant, le résultat
expérimental dX/X, le produit f f’ déduit de ce résultat et le produit f f’ théorique calculé à partir
des températures de Debye. Dans le cas des oxydes
de terres rares où cette température est mal
connue, la température de Debye déduite du f f’
expérimental représente une valeur moyenne pour la source et l’absorbant.
Il a fallu tenir compte dans la mesure de dX/X
de la proportion des impulsions provenant de la
détection du rayonnement y étudié dans le nombre total des impulsions comprises dans la bande d’analyse. Dans le cas de ls3Ir le y des 73 keV est
accompagné d’une proportion importante de rayonnement Xg accompagnant la désintégration
de 1930s et ’slps. Une partie de ce rayonnement
a pu être éliminée en centrant la bande d’analyse
sur le pic photoélectrique du y de 73 këV. La pro-
portion restante a été déterminée en comparant
la forme des raies obtenues avec la source de 1930S + 1910S utilisée et avec la même source après dé-
croissance de 1930S.
Les résultats obtenus pour le niveau de 129 keV de 191Ir.et le niveau de 100 keV de 182W sont en
accord avec les résultats déjà publiés [1], [2], [3]. La comparaison des deux premiers résultats présente
un intérêt particulier du fait que la nature et les
caractéristiques physiques des sources et des
absorbants utilisés sont les mêmes. On constate
qu’il y a un désaccord important entre la proba-
bilité de l’effet obtenu dans les deux cas. Si l’on détermine la probabilité f 73 keV) théoriquement ou
par comparaison avec le facteur expérimental fl2g keV ’on devrait trouver 173 keV > 27 % alors
que la valeur expérimentale maximum admissible
est de 10 %.
La valeur expérimentale pour 119son [4] et
ls2W est également inférieure à la valeur théo-
rique.
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Il semble donc que dans tous les cas étudiés
jusqu’à présent la théorie de Lamb [5] donne des probabilités f plus fortes que les valeurs expéri-
mentales quand la durée de vie de l’état excité est supérieure au temps de désexcitation du réseau.
Par contre dans le cas de 191 in de période voisine
de 10-10 seconde les valeurs expérimentales de f
et de f’ sont notablement supérieures à l’estima-
tion théorique. Dans ce dernier cas l’émission du
rayonnement y pourrait se produire à partir du
noyau d’un atome placé dans un réseau encore
excité par l’émission d’un électron de conversion
provenant de la désexcitation du niveau supérieur.
Dans le cas de 193Ir la vie moyenne relative ment
longue conduit à une largeur de niveau très étroite,
aussi pouvait-on espérer observer le dédoublement de la raie d’absorption dû à un effet Zeeman
nucléaire. Dans ce but la même expérience d’ab- sorption a été répétée en plaçant l’absorbant dans
un champ magnétique de 18 000 oersteds. L’effet du champ magnétique n’ayant pas pu être mis en
évidence, on en conclut que la valeur du moment
magnétique du noyau de 193If dans son état excité de 73 keV est inférieure à 2 magnétons de Bohr.
BIBLIOGRAPHIE
[1] MÖSSBAUER (R. L.), Z. Physik, 1958, 151, 124.
[2] CRAIG (P. P.) et al., Phys. Rev., Letters, 1959, 3, 221.
[3] LEE (L. L.) et al., Phys. Rev., Letters, 1959, 3, 223.
[4] BARLOUTAUD (R.) et al., C. R. Acad. Sc., 1960, 150, 319.
[5] LAMB (W. E.), Phys. Rev., 1939, 55,190.
DIFFUSION RÉSONNANTE NUCLÉAIRE DE PHOTONS PAR LE NIVEAU DE 1,01 MeV DE 27Al Par V. J. VANHUYSE et G. J. VANPRAET,
Centre de Physique Nucléaire, Université de Gand, Belgique.
Résumé. 2014 Le spectre de freinage d’un accélérateur linéaire d’électrons de 2,5 MeV a été employé
pour détecter la diffusion résonnante nucléaire de photons par le niveau de 1,01 MeV de 27Al. La méthode expérimentale pour déterminer la vie moyenne 03C4 de cet état est basée sur le principe de
« self indication ». On a trouvé 03C4 = (4,1)+2,9-1,6 10-14 s.
Abstract. 2014 The bremsstrahlung spectrum of 2.5 MeV electrons of a linear accelerator has been used to observe the nuclear resonant scattering of photons by the 1.01 MeV excited state of 27Al.
A self-indication method was used to define the mean life 03C4 of this level. We found
03C4 = (4.1+2.9-1.6) 10-14 s.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, MAI 1960, PAGE 291.
1. Introduction. - Le spectre de freinage de
l’accélérateur linéaire d’électrons de 5 MeV de l’Université de Gand a été employé comme source
de photons continue pour exciter et étudier le niveau de 1,01 MeV de 27Al. Le schéma de désin-
Fie. 1. - Schéma de désintégration.
tégration est donné par la figure 1. On a négligé
l’embranchement de 2 % vers le niveau 1/2+
de 0,84 MeV.
2. Dispositif expérimental. - Le dispositif expérimental est donné par la figure 2. Les élec- trons sortant de l’accélérateur sont analysés en énergie par un système de déflection achromatique.
La résolution est à peu près 3 %. Comme énergie
on a pris 2,5 MeV. Un moniteur à émission secon-
daire (M. E. S.) et un intégrateur de courant du type de Brown et Tautfest [1] nous donnent un
moyen de normalisation pour chaque mesure. Les
électrons traversent une fenêtres très mince d’alu-
minium, frappent une cible de plomb de 0,14 mm
et sont ensuite balayés par un aimant permanent.
Le spectre de photons diffusés est détecté sous un angle de 1200 par un cristal (NaI(Tl) ) de 1,5" de
