Analyse des spectres des particules α des réactions d + 7Li = n + 2α et 6Li + t = n + 2α

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Submitted on 1 Jan 1967

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Analyse des spectres des particules α des réactions d + 7Li = n + 2α et 6Li + t = n + 2α

M. Berrada, J.-P. Laugier, C. Lemeille, N. Saunier, L. Marquez

To cite this version:

M. Berrada, J.-P. Laugier, C. Lemeille, N. Saunier, L. Marquez. Analyse des spectres des particules α des réactions d + 7Li = n + 2α et 6Li + t = n + 2α. Journal de Physique, 1967, 28 (2), pp.135-138.

�10.1051/jphys:01967002802013500�. �jpa-00206496�

ANALYSE DES

SPECTRES

DES

PARTICULES

03B1

DES

RÉACTIONS

d

+ ^7Li

^{= n}

+

^{203B1 ET}

^6Li +

^{t = n}

+

^203B1

Par M.

BERRADA,

Faculté des Sciences de Bordeaux,

J.-P. LAUGIER,

^C.

LEMEILLE,

^N.

SAUNIER,

^L.

MARQUEZ,

Centre d’Études Nucléaires de Saclay.

Résumé. 2014 Dans le but de vérifier notre

hypothèse

concernant la formation de molécules nucléaires, nous avons étudié les réactions d + 7Li à 0,250 ^{MeV et} 6Li ^{+ t} de 0,7 à 1,3 ^MeV.

Nous avons

analysé

la forme des

spectres

^de

particules

^{03B1. En} conclusion, ^{il est} nécessaire _que deux centres stables soient

présents

pour

qu’il

y ait formation de molécules nucléaires.

Abstract. ²⁰¹⁴ In order to test our

assumption

for the formation of nuclear molécules, ^we have studied the reactions d + 7Li ^at 0.250 MeV and 6Li + ^t from 0.7 to 1.3 MeV. We have

analysed

^the

shape

^{of the 03B1}

particle spectra.

^We conclude that it is necessary ^to have two stable centers for the formation of nuclear molécules.

1. Introduction. ^- Nous avons étudié récemment la réaction 6Li

+

^t

[1]

^{et la réaction d}

+

^7Li

[2].

Cette étude avait été motivée _par les résultats des réactions 6Li ^sur

6Li, 7Li,

^1°B

[3] [4].

^{Ces dernières}

réactions

présentent

^des

spectres

^{continus de}

parti-

cules oc que nous avons

expliqués

^{par un modèle de}

molécules nucléaires. La condition de formation de

ces molécules nucléaires a été

précisée

par

Marquez [1]

et

[5] qui

considère que, pour

cela,

^{il est nécessaire}

d’avoir en

présence

^{deux centres stables.}

Ainsi,

^dans

la réaction d

+

^{7Li = oc}

+

^oc

+

n, ^comme il

n’y

^a pas deux centres

stables,

^{on ne trouve} pas le

spectre

caractéristique

de l’éclatement de la molécule nu-

cléaire

[2] mais,

^{dans la} réaction 6Li

+

t, ^{on trouve} le

pic

^de l’éclatement de la molécule nucléaire

[1].

Le

triton,

bien que

beaucoup

moins lié que

4He,

semble donc

jouer

aussi le rôle de centre stable. Le but de ce travail est de

présenter

^une

analyse,

^la

plus complète possible,

^des

spectres

^de

particules

^{a, observés}

dans ces réactions.

II.

Étude

de la réaction d

+

7Li ⁼

n +

8x. ^- Cette réaction a été étudiée

auparavant

par Cüer

[6]

et

plusieurs

^autres chercheurs

[7].

^{Nous l’avons}

reprise

^{avec un soin}

particulier

pour observer le

spectre

^des

particules

^{oc de basse}

énergie.

Les deutons sont accélérés sous 250 keV par l’accélérateur S.A.M.E.S. du Laboratoire de

Physique

Nucléaire de la Faculté des Sciences de Bordeaux. La cible utilisée a une

épaisseur

^{de 50}

ug~cm2

^{de 7Li} enrichi à 99

%.

Elle a été obtenue par

évaporation

^{sous vide de 7Li.}

L’énergie

moyenne des deutons ^{entrant en} réaction

dans la cible a été évaluée à 175 keV en raison de

l’épaisseur

^{de cette dernière.}

Les

particules

^oc de la réaction sont détectées par des

plaques

d’émulsions nucléaires Ilford L4 de 50 _pal

d’épaisseur.

^{Celles-ci sont}

placées

^{dans une chambre}

d’irradiation

cylindrique

^{de 22 cm} de diamètre et 12 cm de hauteur. Elles sont à l’intérieur d’une

couronne et

disposées

^{de 8}

degrés

^{en 8}

degrés.

^Nous

avons mis ainsi 19

plaques.

^{La cible est au milieu de}

la chambre et sa distance aux

plaques

^{est de 9 cm.}

Celles-ci sont dans un

plan

^vertical

qui

^{fait un}

angle

de 18~ avec le

plan

^radial.

Les

produits

de la réaction entrent donc sous un

angle

d’incidence de 180 dans les

plaques.

^{Les traces}

de

particules

^{oc sont}

parallèles,

^ce

qui

^{facilite la mesure}

de leurs

longueurs.

La connaissance de leur

angle

d’incidence

permet d’ignorer

le facteur d’affaissement de l’émulsion

après séchage,

^et rend la détermination de leurs

longueurs plus

aisée. Les

histogrammes

^obte-

nus ont été transformés dans le

système

^{du centre de}

masse de la même

façon

que dans ^un travail de

Québert

^{et al.}

[8].

^Nous montrons, ^{sur les}

figures

¹

et

2, quatre

^des

spectres

observés. Les ronds

repré-

sentent les

points expérimentaux.

^S’il y avait écla- tement de la molécule

nucléaire,

^on observerait un

pic

^à

3,1 MeV;

or, dans cette

région,

^les

spectres présentent

^{une allure monotone. Le}

pic

à la fin du

spectre

^est associé à l’état fondamental de 5He et la

partie

^du

spectre qui

^monte

légèrement

^avec

l’énergie

est associée au

premier

état excité de 5He.

En

fait,

la section efficace de diffusion

(n, oc) pré-

sente un

pic

^net

correspondant

^{à l’état} fondamental

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01967002802013500

136

de

5He, puis

^{une descente monotone attribuée habi-}

tuellement au

premier

état excité de

~He;

^{mais il}

n’y

a pas de

pic

^{net associé à ce}

premier

état excité. Des

analyses

^de

déphasage [7]

^semblent

indiquer qu’il s’agit

d’un niveau de

grande largeur,

^{entre 3 et 5}

MeV,

et dont la

position pourrait

^{être entre 3 et 6 MeV.}

L’allure de nos

spectres expérimentaux

ressemble à celle de la section efficace de diffusion

(n, oc), compte

tenu du fait _que les échelles

d’énergie

^{sont inversées.}

Nous avons

essayé

^de calculer la forme de ces

spectres

^en considérant l’état fondamental de 5He et son

premier

état excité. Chacun de ces niveaux est défini par ^sa

position

^{et sa}

largeur, quantités qui

^sont

constantes. Nous avons

pris

^une

largeur

^de

0,55

^MeV

pour l’état fondamental et, pour le

premier

^état

excité,

une

énergie

d’excitation de

1,6

^{MeV et une}

largeur

de 6 MeV. Nous avons utilisé les

expressions

^données

par

Québert

^{et al.}

[8].

^{Nous avons obtenu un bon}

accord avec les résultats

expérimentaux.

Les courbes

pointillées

^{sur les}

figures

^{1 et 2}

indiquent

la contri- bution de

chaque

^{niveau et} les courbes en trait continu

représentent

^{la somme.}

Nous avons tenu

compte

de la deuxième

étape

^de

la réaction pour

chaque

^niveau

[8].

Il n’est pas étonnant que

l’énergie

d’excitation du

premier

^niveau

que ^{nous trouvons} par ^ces calculs soit un peu différente de celle obtenue à

partir

d’un calcul de

déphasage.

Ceci est une

conséquence

^{du fait}

expérimental

que le

premier

état excité de 5He ne

présente

^de

pic

net, ⁿⁱ dans la diffusion

(n, oc),

^{ni dans le}

spectre

^de

parti-

cules ^cc de la réaction :

III.

Étude

de la réaction 6Li

+

t ⁼

n +

2a. ^- Dans un travail récent

[1],

nous avons montré que cette réaction

présente

^un

pic

^{à un}

cinquième

^de

l’énergie disponible,

^ce

qui correspond

^aux

prévisions

de l’éclatement de la molécule nucléaire. Nous avons

repris

^ces

expériences

pour essayer

d’expliquer

^la

forme du

spectre

^{dans sa totalité.}

Cette réaction a été étudiée _pour

plusieurs énergies

incidentes

(0,7 MeV; 0,84 MeV; 1,07

^{MeV et}

1,30 MeV)

^{et à}

plusieurs angles

d’observation.

L’emploi

d’un faisceau de 6Li nous a

permis

^{d’éliminer}

FIG. 1. Fic. 2.

FIG. 1 et 2. ^-

Spectres

^des

particules

^oc de la réaction d + ’I,i ^à

l’énergie

^incidente 0,175 ^MeV.

L’angle indiqué

sur

chaque

courbe est

l’angle

d’observation ^au laboratoire. Les ronds

représentent

^les

points expérimentaux

transformés dans le

système

^{du centre de masse.} Les courbes

pointillées indiquent

^les mécanismes considérés.

La courbe continue

correspond

^{à la somme des courbes}

précédentes.

l’angle

d’observation au laboratoire. Les ronds

représentent

^les

points expérimentaux

transformés dans le

système

^{du centre de masse. On montre} les 4 courbes

correspondant

^aux 4 mécanismes considérés. Les

particules

^entre

parenthèses indiquent,

pour l’éclatement de la molécule nucléaire, ^les

particules qui emportent

l’énergie.

^La courbe continue

correspond

^{à la somme} des courbes

précédentes.

138

le

pic

de la réaction

parasite

^t

+

^{d = oc}

+

^{n. Les} cibles de tritium

placées

^{au centre} de la chambre de réaction étaient constituées par du tritium absorbé par du

titane,

le titane étant

déposé

^{sur un}

support

d’argent

^ou de cuivre de

0,5

^mm

d’épaisseur.

^Les

cibles ont été

préparées

^au C.E.N. de

Saclay.

^Ces

expériences

^ont été effectuées avec le Van de Graaff de 2 MeV de

Saclay.

^{Nous avons} utilisé deux

jonc-

tions R.C.A. de 20 mm2 et de 100 P,

d’épaisseur

pour détecter les

particules

^ci de la réaction.

L’une de ces

jonctions,

^{montée sur} le couvercle de la chambre à

réaction,

^était

mobile; l’autre,

^montée

sur le corps même de ^cette

chambre,

^était

fixe ; placée

à

900,

^{elle nous a servi} de monitrice.

L’électronique

associée était une

électronique classique : préamplifi-

cateur de

charge, amplificateur

^{de 2 Mc.}

L’ensemble de

l’accélérateur,

les détecteurs et

l’électronique

^{associés ont été} décrits dans des

publi-

cations

précédentes [9].

^{Pour faire}

l’étalonnage

^{de nos}

spectres

^de

particules

^oc, nous avons utilisé les deux réactions

parasites :

Les

spectres

^des

particules

^{ci obtenus ont été trans-}

formés au centre de masse de la même

façon

que dans

un travail

précédent [9].

Nous montrons sur les

figures ^{3, 4,}

^{5 et}

^{6, quatre}

des

spectres

observés. Les ronds

représentent

^les

points expérimentaux.

^Le

pic

^{vers la fin du}

spectre

^{se trouve} dans la

région correspondant

^{à l’état} fondamental de

5He,

^{mais sa}

largeur

^est

trop grande

par

rapport

à la

largeur

^{de ce} niveau. Cette différence de

largeur

est nettement visible en

comparant

^{ces courbes à celles} des

figures

^{1 et 2. On a} pu donner ^une

explication

^de

cet

élargissement

^en considérant

qu’il

y ^a aussi une

faible contribution de l’éclatement de la molécule

[3]

de la forme 6Li

+

^{t = n}

+ (ci ⁺ oc)

^{avec un} para- mètre B

égal

^à

0,05

^MeV. Néanmoins l’éclatement

prédominant

^est celui de la forme :

6Li + t = ce + (ci + n)

avec un

paramètre

^B

égal

^à

0,30

^{MeV. Cet éclatement}

donne un

pic

^à

3,3

^MeV que ^nous avions

déjà

^mis

en évidence.

Nous avons pu rendre

compte

^des

spectres

^observés

en faisant intervenir les deux éclatements mentionnés

ci-dessus,

le passage par 5He fondamental et le

premier

état excité de 5He. Nous montrons sur

chaque figure,

en

pointillé,

^la contribution de

chaque mécanisme,

et, ^{en trait}

continu,

^{la somme de ces} diverses contri- butions. Nous n’avons pas ^tenu

compte,

^{dans cette}

analyse,

des contributions

correspondant

^{à l’état}

fondamental de 8Be et à ^son

premier

^{état excité.}

L’état fondamental et le

premier

état excité donnent des

particules

^{de très faible}

énergie. Quant

^{au second}

état

excité,

^{comme il est très}

large,

^son

spectre

^res- semble

beaucoup

^{à celui du}

premier

^{état excité de ~He.}

Il est donc

possible qu’il

^{existe une} contribution des

premier

^et seconde états excités de

8Be;

^{mais cela ne}

change

pas ^nos

conclusions,

^{notamment en ce}

qui

concerne

l’analyse

^des

pics

^observés.

IV. Conclusion. ^- L’étude de ces deux réactions

nous a

permis

^{de confirmer nos}

hypothèses

^{sur la}

formation des molécules nucléaires nécessitant l’exis-

tence de deux centres stables.

Dans la

première

^{réaction d}

⁺ 7Li,

^il

n’y

^a

qu’un

centre

stable,

^{et on n’observe aucun}

spectre

^d’éclate-

ment. Dans la deuxième

réaction,

par contre, 6Li

+

t,

on

peut

considérer

qu’il

y ^a deux centres stables :

l’alpha

^{de 6Li et} le tritium. Nous observons donc un

éclatement de la molécule du

type :

^oc

+ (x ⁺ n).

Nous avons vu que le

pic

^{de la fin du}

spectre

^dans

la réaction 6Li

+

^{t ne}

pouvait

^être

expliqué unique-

ment par le passage par le niveau fondamental de 5He.

Nous avons

proposé,

pour

expliquer l’élargissement

^de

ce

pic,

^un éclatement de la molécule nucléaire du

type

ⁿ

+ (oc ⁺ oc) . Cependant,

^on

pourrait

penser à

un autre mécanisme faisant intervenir les niveaux de 8Be à

16,22

^et

16,92

^MeV.

Pour

préciser

^ce

point,

^nous

envisageons

^{de faire}

des

expériences

^de coïncidences dans ^un domaine

d’énergie plus grand

que celui utilisé.

Manuscrit reçu ^le 20

juillet

^1966.

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