Spectrographie des protons dans la réaction 12c(d, p)13C et étude des niveaux de 5,51 et 6,10 Me v de 13C

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Submitted on 1 Jan 1961

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Spectrographie des protons dans la réaction 12c(d, p)13C et étude des niveaux de 5,51 et 6,10 Me v de 13C

S. Gorodetzky, A. Gallmann, P. Fintz, G. Bassompierre

To cite this version:

S. Gorodetzky, A. Gallmann, P. Fintz, G. Bassompierre. Spectrographie des protons dans la réaction

12c(d, p)13C et étude des niveaux de 5,51 et 6,10 Me v de 13C. J. Phys. Radium, 1961, 22 (10),

pp.575-577. �10.1051/jphysrad:019610022010057501�. �jpa-00236506�

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J

2+ et pour ^un rayonnement M1 pur, ^t doit

répondre ^à l’inégalité ^suivante

Pour la valeur J = 3+, la transition _y de

0,95 ^{MeV se} fait par ^un rayonnement pur E2. ^La

seule valeur possible pour le ^moment angulaire

total du neutron capturé ^{est dans ce cas} jn

3/2.

La corrélation angulaire théorique ^{se met sous la}

forme : W(8) - ¹ + 0,343 P2 (cos 0) ^et peut expliquer ^{le résultat} expérimental.

Du point ^{de vue} théorique, ^{le niveau de} 0,95 ^MeV

de 12 B peut s’apparenter ^{au niveau de} 16,10 ^MeV

de 12C et son moment angulaire ^{serait ainsi en}

faveur d’une valeur ^{J = 2+} [9], [10].

BIBLIOGRAPHIE

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SPECTROGRAPHIE DES PROTONS DANS LA RÉACTION 12C(d, p)13C

ET ÉTUDE DES NIVEAUX DE 5,51 ^ET 6,10 Me V DE 13C

Par S. GORODETZKY, ^A. GALLMANN, ^{P. FINTZ et G.} BASSOMPIERRE,

Institut de Recherches Nucléaires, Strasbourg.

Résumé. - Nous avons, à l’aide d’un spectrographe magnétique ^à large bande, analysé les protons de la réaction 12C(d, p)13C ^à Ed= ^5,5 MeV. Aucun groupe de protons d’intensité supé-

rieure à 0,5 % de l’intensité du groupe ^de protons ^{allant au niveau de} 3,85 MeV de 13C n’apparaît

aux endroits des niveaux de 5,51 ^et 6,10 MeV de 13C prévus par d’autres auteurs.

Abstract. 2014.We have analyzed ^the protons ^from the reaction 12C(d, p)13C ^{at Ed}

^{5.5 MeV}

with a broad-range magnetic spectrograph. No group ^of protons ^with intensity greater ^than

0.5 % ^{of the} intensity ^of the group of protons corresponding ^{to the 3.85 MeV} level in 13C appeared

in the positions ^{of the 5.51 and 6.10} MeV levels of 13C expected by other authors.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM TOME} 22, ^OCTOBRE 1961, ^{PAGE 575.}

1. Introduction.

Par l’étude de la réaction

:"B (3He, p)13C, ^{Moak et ses} collaborateurs [1]

trouvent, ^entre autres, deux groupes faibles de pro- tons qu’ils attribuent à deux niveaux du carbone 13

se situant à 5,51 ± 0,05 ^et 6,10 ± 0,05 ^MeV respec-

tivement, ^non reportés précédemment, ^en parti-

culier _{par Green} et Middleton [2] qui ^{ont examiné}

par ^une analyse magnétique ^le spectre ^des protons

de la réaction 12C(d, p)13C. ^{D’autres auteurs, [3],} [4] étudiant la même réaction I1B(3He, p)13C, ^n’ont

pas mis ^en évidence l’existence de ces deux niveaux.

De même la mesure de la section efficace totale de neutrons sur le carbone [5] ^{ne confirme} pas ^non plus

ces niveaux.

En vue d’apporter plus d’informations concer-

nant l’existence de ces niveaux, nous avons décidé de réétudier la spectrographie ^des protons ^{dans la}

réaction 12C(d, p)13C ^à l’aide d’un spectrographe

magnétique ^à large bande. Les spectres ^{ont été} enregistrés, ^d’une part ^à 900 par rapport ^{à la} direc-

tion du faisceau de deutérons incidents, ^{et d’autre} part ^{à 200.}

Nous avons utilisé des cibles de formvar ainsi que des cibles de carbone sans support préparées ^à partir ^d’une suspension colloïdale de graphite ^dans

de l’alcool (alcool-Dag). ^{Elles avaient des} épais-

seurs de 10 à 20 {.Lg/cm2. ^{Le faisceau de deutérons}

de 5,5 ^{MeV était} fourni par l’accélérateur Van de Graaff du C. R. N. et avait une intensité de 5/100

de V-A.

II. Résultats et discussion.

Dans un travail

préliminaire, nous avons étudié, ^à 900, ^les quatre premiers ^{niveaux bien connus} de 13C. Nous avons

ainsi pu déterminer la résolution ^en énergie qui

allait de 800 à 400 lorsqu’on passait du groupe de

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010057501

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Fie. 1. - Spectrographie ^des protons ^{émis à 900 d’une cible} d’alcool-dag ^{bombardée avec des deutérons de} 5,489 ^MeV.

FIG. 2.

Spectrographie ^des protons ^{émis à 20° d’une cible} d’alcool-dag ^{bombardée avec} des deutérons de 5,489 ^MeV.

protons ^{allant au} niveau fondamental à celui allant

au niveau de 3,85 ^{MeV. Des} spectres ^{obtenus nous}

avons déduit l’intensité relative de ces quatre pics

de protons. ^En prenant ^{l’unité comme intensité du}

niveau fondamental, nous avons obtenu respecti-

vement 1,8, 1,1 ^et 3,3 pour les niveaux de 3,09, 3,68 ^et 3,85 ^MeV.

La figure 1(a), ^dans laquelle p désigne ^le rayon de courbure de la trajectoire ^des protons, représente

le spectre obtenu, ^le champ magnétique ^{H étant}

de 8 340 gauss. Ces quatre pics ^de protons ^ont servi au calibrage ^du spectrographe ^{dans notre réac-}

tion. En particulier, ^nous remarquons ^sur la figure

trois pics ^{de protons dus à des} contaminants ; ^ils

ont été identifiés comme étant des groupes de pro-

tons aboutissant au niveau fondamental et aux

niveaux de 0,87 ^et 3,06 ^{MeV de 170. Le} champ magnétique ^{a ensuite été} modifié de telle façon que le spectrographe analyse simultanément les protons qui correspondraient ^{aux niveaux de} 5,51 ^et 6,10 ^{MeV. La} figure 1(b) représente ^le spectre ^avec

H

5 772 gauss. Le niveau de 3,85 ^{MeV de 13C}

ainsi _{que les} niveaux de 3,85 ^et 4,55 ^{MeV de 170}

ont été trouvés à leur emplacement ^{calculé. La}

diffusion des protons moléculaires apparaît ^sous

forme d’un petit pic. ^Les positions ^{calculées des}

groupes de protons ^{relatifs aux deux niveaux de} 5,51 ^et 6,10 ^{MeV sont} indiquées par des flèches.

La même expérience ^{a ensuite été} reprise ^{à 20°.}

La figure ² reproduit ^le spectres ^de protons pour ^un

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champ magnétique H de 6 526 gauss. Les pics correspondant ^{aux niveaux de} 3,68 ^et 3,85 ^{MeV de}

13C ainsi qu’un pic ^intense provenant ^des protons de la réaction H(d, p)D ^sont reportés. ^{Là encore les}

flèches indiquent ^les positions ^des protons ^relatifs

aux niveaux ^de 5,51 ^{et de} 6,10 ^{MeV de 13C.}

Aussi bien à 900 qu’à ^{200 il} apparaît ^des pics larges ^{dans la} région étudiée, pics pouvant provenir

de contaminants. La présence ^de protons ^{allant au}

niveau fondamental et aux premiers niveaux excité de 1’0 par la réaction 160(d, p)1’Cl ^{a été mise en}

évidence. Les positions des groupes de protons allant respectivement ^{aux niveaux de} 5,08 (largeur

90 keV), 5,52.(largeur ⁸ keV) ^et 5,38 MeV (lar-

geur 31 keV) [6] ^{de x’0} pourraient expliquer ^ces

pics larges. Cependant, ^dans le but de connaître la concentration d’oxygène 16 dans les cibles _que nous avons préparées ^à -partir ^de l’alcool-Dag, ^{une cible}

de formvar a été bombardée ^{dans les mêmes} condi- tions _que précédemment. ^{Si ces} pics larges ^étaient

dûs uniquement ^{à de} l’oxygène, ^leur intensité pal

rapport ^{à celle des} pics du carbone devrait être

beaucoup plus forte pour la cible de formvar. Expé- rimentalement, ^{elles sont} du même ordre de gran-

deur, quelque ^{soit la. cible. Il} semble donc que d’autres impuretés ^{soient la cause de ces} pics larges

de protons.

Malgré ^ces légères difficultés, nous avons tenté de donner une limite supérieure ^aux intensités des deux niveaux de 5,51 ^et 6,10 ^{MeV. Pour} cela, ^nous

avons construit artificiellement ^un pic ^de largeur

donnée en évaluant le nombre ^{minimum de} protons nécessaires _pour faire apparaître ^ce pic, ^aux

endroits où les deux niveaux sont attendus, après superposition ^au spectre ^{réel. Les} résultats, ^{à notre} énergie ^{et dans nos} conditions de travail, ^{sont les}

suivants : en suppôsant arbitrairement une largeur

de niveau de 50 keV, ^il faudrait, pour que les pics

de protons ^{relatifs aux niveaux de} 5,51 ^et 6,10 ^MeV

apparaissent, que leurs intensités soient au moins

égales ^à 0,5 % ^de l’intensité du pic ^de protons ^rela-

tif au niveau de 3,85 ^{MeV de 13C . De l’étude de la}

section efficace totale de neutrons sur le carbone [5],

il ressort que ^ces niveaux, ^s’ils existent, ^{sont très}

étroits. Notre limite de 0,5 % pour ^une largeur ^de

niveau de 50 keV apparaît ^{comme étant une valeur}

maximale.

En conclusion, ^{ces niveaux} n’apparaissent pas dans la réaction 12C(d, p)13C ^{et s’ils} existent, ^ils

sont certainement de faible intensité.

Du point ^{de vue} théorique, ^{le modèle en}

couche [7] prévoit ^{un niveau de moment} angulaire

J

5/2- ^{dans les} noyaux de masse 13 et dont

l’énergie d’excitation serait située entre 4 et 5 MeV.

D’autre part, ^{dans un article} récent, ^{Kurath et}

Lawson [8] ^ne président ^{aucun niveau de} parité positive situé dans la région ^{de 4 à 6 MeV} pour ^ces mêmes noyaux. Notons enfin _que pour les niveaux de 5,51 ^et 6,10 ^{MeV de} 13C, ^{aucun niveau miroir n’a} jusqu’à ^ce jour ^été détecté dans 13N.

ENSEMBLE DES GROUPES DE PROTONS REPORTÉS

DANS LES FIGURES

BIBLIOGRAPHIE

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