Moments quadrupolaires de quelques noyaux lourds et modèles collectifs

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Submitted on 1 Jan 1960

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Moments quadrupolaires de quelques noyaux lourds et modèles collectifs

R. Foucher

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R. Foucher. Moments quadrupolaires de quelques noyaux lourds et modèles collectifs. J. Phys. Ra-

dium, 1960, 21 (5), pp.445-446. �10.1051/jphysrad:01960002105044501�. �jpa-00236301�

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MOMENTS QUADRUPOLAIRES ^DE QUELQUES NOYAUX LOURDS ET MODÈLES COLLECTIFS

Par R. FOUCHER,

Laboratoire de Physique Nucléaire, Orsay.

Résumé.

On compare les résultats obtenus à partir ^{de la mesure} des vies moyennes et des corré- lations angulaires perturbées 03B1-03B3 et 03B3-03B3 pour 220Rn, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 234U. On déduit de cette

comparaison les valeurs des gradients ^de champs électriques cristallins appliqués ^{à ces} noyaux.

Abstract.

Values of quadrupole ^{moments for} 220Rn, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 234U obtained from half-lives of 2 + ^{excited states} and _03B1-03B3 angular correlations are compared.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, ^MAI 1960, ^{PAGE 445.}

Les noyaux lourds pair-pair ayant ^{un niveau fon-} damental de spin ^et parité ^{0+ et un} premier

niveau excité 2 +, ^la fonction de corrélation W(6)

liant les directions d’émissions des deux rayon- nements ce et y émis en cascade est connue sans

ambiguïté lorsque les sous-états magnétiques ^du

niveau intermédiaire 2 + ^ne peuvent ^{être diffé-}

renciés (comme ^{c’est le cas} lorsqu’il ^{existe un cou-} plage noyau-champ magnétique, ^ou électrique ^exté- rieur).

où P2 ^et P4 ^{sont les} polynômes ^de Legendre

d’ordre 2 et 4. La détermination expérimentale ^de

cette fonction a montré que les corrélations _angu- laires oc-y dans 23SpU, 230Th, 228Th, 226Ra, ^224Ra

sont perturbées ^et que la fonction W(6) ^devient [1], [2], [3], [4].

Abragam ^{et Pound ont} expliqué ^cette atténuation des coefficients A2 ^et A4 ^{par le} couplage ^d’un gra-

dient de _champ électrique ^{et du moment} quadrupo-

laire électrique ^{de ces noyaux et calculé les coef-}

ficients G2 ^et G4 [5] ^{dans le cas des} gradients ^de champs électriques ^à symétrie ^{axiale en fonction}

du produit ^{roT où r} est ^la vie moyenne de 1’§tqt

excité et ô) = 3e . ^h 2V Z2.Q141(2I ^{Q/4I(2I-1 -1 i pour p un spin}

entier I de l’état excité dont le moment quadrupo-

laire est Q ; >2V/zz2 = q ^est le gradient ^de champ électrique ^le long ^{de l’axe de} symétrie ^{axiale. Si}

nous admettons que ^ce gradient ^{a la même valeur}

pour les cristaux utilisés, ^{chlorures et} nitrates d’élé- ments lourds, que le facteur de projection P(x) reliant Q ^à Qo ^moment quadrupolaire intrinsèque

reste égal d’après ^{Bohr et Mottelson à}

et que la formule de Bohr ^et Mottelson [6] ^donnant

en fonction de Qo ^{est valable} même dans le cas des

radons, ^nous pouvons tirer T ^et Qo de la seule con-

naissance de wr et des coefficients de conversion interne ce des rayonnements quadrupolaires ^élec- triques d’énergie ^E désexcitant le niveau intermé-

diaire, pourvu que l’on connaisse pour l’un des radioéléments _wr, Qo ^{et rt ; en effet}

et

A partir ^{de notre mesure de la} Vie _moyenne du

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105044501

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niveau de 68 keV du 226Ra et avec wr

1,1 ^nous

déduisons les valeurs 1;’ et Q’ 0 ^{du tableau} suivant ;

les valeurs expérimentales ^des vies moyennes que

nous avons mesurées [7] ^et celles de R. E. Bell,

S. Bjornholm, J. C. Severiens [8] ^{sont notées rex} (F

ou B) ^{et les moments} intrinsèques Qo déduits de ces mesures Qo

Enfin des valeurs expérimentales

de wr et ï, ^on tire les constantes de couplages qua-

drupolaire,s eq. Q.

Les valeurs de r’ et Q0 dépendent ^{non seulement}

des facteurs ^wr mais aussi des coefficients de con-

version interne utilisés. Il n’en reste pas moins _que la cohérence des résultats de corrélations angulaires,

des mesures de vies _moyennes, des formules ^d’Abra- gam et ^{Pound et Bohr et Mottelson est} manifeste pour les 222Rn 224Ra 226Ra 234U et vraisemblable pour ^le 22° Rn.

Cette cohérence est mise en évidence d’une autre

façon ; ^d’une part l’atténuation des corrélations

angulaires ^oc

^{y relatives aux niveaux 2 + et 4 +}

du 226Ra est en bon accord avec la valeur relative des moments quadrupolaires donnée par le facteur de projection, ^et celle des vies moyennes des ni- veaux, calculées d’après la formule des probabilités

réduites

d’autre part ^{notre mesure de la} vie moyenne du niveau 4 + ^non corrigée ^du temps de parcours des

particules ^{oc de la source au} cristal détecteur

(~l10-10 s) ^{est voisine} de 2 .10-10 _s, alors qu’avec

la formule précédente ^on prévoit :

r(niveau 4 +) ~ 3.10-10 s ^si T(niveau2+) ^{= 9.10-10 s.}

Si ce résultat ^est attendu pour les noyaux de

masse supérieure ^{à 224, il n’en est} pas de même pour les 22° Rn ^et 222Rn qui ^ne présentent plus

de spectre de rotation. ^En principe ^{ces niveaux}

doivent pouvoir s’expliquer dans le cadre du modèle vibrationnel [9], [10]. Malheureusement les valeurs

théoriques ^{des moments} quadrupolaires des niveaux

ne sont pas ^connues. Le modèle de Davydov ^et Filippov ^{devrait lui} aussi, ^être applicable ^{à ces}

noyaux [11] ; ^{dans ce modèle} IQI

0,17 Qo (dans

notre cas) ^avec Qo ^{relié à T} par ^une formule très voisine de celle de Bohr et Mottelson. Il faudrait’

donc admettre _{que les} gradients ^de champs ^élec- triques appliqués ^aux noyaux de Radon sont 1,5

à 2 fois plus élevés que les gradients appliqués ^aux

noyaux de Radium (alors qu’ils augmenteraient

de 10 % des Chlorures de Radium aux Chlorures d’Uranium d’après les valeurs de eq Q).

On peut également penser que la théorie de Davydov

et Filippov ^ne s’applique pas bien ^aux noyaux pour

lesquels ^le rapport ^des énergies ^{des 2} premiers

niveaux 2 + ^est inférieur ^à 2,5 ^et que le facteur ^de projection pour le premier ^{niveau reste} égal ^{à la}

valeur de Bohr ^et Mottelson, 0,29.

Enfin, ^{de la valeur des} constantes de couplage quadrupolaire ^on peut ^tirer également :

’

1° une valeur approchée ^des gradients ^de champs électriques appliqués ^aux noyaux étudiés ; pour le 226Ra

20 l’espacement ^{des niveaux de structure} hyper-

fine nucléaire pour ^les cristaux utilisés ; ^avec Qo - ^{7 à 8 barns on aurait} par exemple pour diffé- rentes valeurs des spins :

La position ^{relative des niveaux} dépendant ^du signe ^de Q. ^{Comme la} largeur naturelle des niveaux passe de 1,5.10-8 ^{eV à} 1,5.10-4 ^eV lorsque ^leur

vie moyenne passe de 4.10-8 à 4.10-12 seconde, ^on pourrait ^en principe déterminer la structure hyper-

fine quadrupolaire nucléaire de nombreux niveaux dans les noyaux lourds déformés.

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