LA RÉACTION 9Be(n, nn) αα A 15 MeV

(1)

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Submitted on 1 Jan 1966

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LA RÉACTION 9Be(n, nn) αα A 15 MeV

R. Bouchez, R. Darves-Blanc, A. Giorini, J. Gondrand, C. Perrin, P. Perrin,

P. Quivy

To cite this version:

(2)

LA RÉACTION 6Be(n, nn) aa A 15 MeV C l - 7 9 corrélation a lieu pour une impulsion relative mini-

male ; les valeurs absolues considérées comme fonction de cette impulsion rappellent par leur distribu- tion la transformée de Fourier de la fonction d'onde du deuton.

SECTION E F F I C A C E

I I

Section efficace différentielle de la réaction ;zC(p, pd)loB à 155 MeV pour les deux modèles étudiés.

Les courbes théoriques ont été réduites d'un fac- teur 1,75 de façon à ajuster le maximum expérimental [l].

La comparaison avec l'expérience montre qu'on obtient la position correcte des maximums et un ordre de grandeur satisfaisant pour la section efficace (compte tenu des approximations). La condition K minimale détermine le maximum de la corrélation et correspond à un angle de proton voisin de celui d'une diffusion libre (p-d) dans la cinématique particulière choisie.

Une étude détaillée montre que le terme de knock- out dans le modèle en couches provient principalement des états S du mouvement relatif de la paire

(1, 2). La réaction sélectionne ainsi dans le noyau, de par la cinématique (conservation de l'énergie et de l'impulsion), des sous-structures analogues à celle du deuton (la contrainte S = 1, T = O est faible et le recouvrement de la fonction de Hulthén par la fonction de l'état 1 S de l'oscillateur harmonique très important).

Pour donner une conclusion catégorique, il faudrait tenir compte de l'absorption et surtout faire un calcul analogue de la corrélation dans l'hypothèse de « pick- up indirect 1) (mécanisme de double interaction du

projectile avec les nucléons de la cible).

Bibliographie

[l] BACHELIER (D.), BERNAS (M.), BRISSAUD (I.), DETRAZ (C.), GANGULY (N.) et RADVANYI (P.), C. R.

Acad. Sci., 1965, 260, 4987.

LA

RÉACTION

' ~ e ( n ,

nn)

a&

A 15 MeV

par R. BOUCHEZ, R. DARVES-BLANC, A. GIORNI, J. C. GONDRAND, C. PERRIN, P. PERRIN et P. QUIVY Laboratoire de Physique Nucléaire, Université et Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble

Résumé. - La réaction 'Be(n, nn) aa étudiée à 15 MeV, par spectrométrie à double temps de vol, a lieu par une suite de réactions à deux corps et non par un processus quasi élastique. Les niveaux du 'Be de 4 à 10 MeV et leur désintégration sont étudiés. L'influence d'une résonance à

deux corps par une troisième est discutée.

Abstract.

-

The 'Be(n, nn) aa reaction is analysed at 15 MeV by double time-of-flight spectro- metry. The results show a sequential process of two-body reactions. The decay of the 4 to 10 MeV 9Be levels is observed and the shift of the 8Be (2 +) free resonance by a third particle is discussed.

1. Les événements (n,2n).

-

La réaction 'Be(n, nn) aa L'identification d'un événement (n,2n) utilise les

est analysée par un spectromètre à double temps de critères suivants :

vol (base de vol 1,50 m, résolution totale 1,5 ns) pour - Une triple coïncidence entre le neutron incident des angles symétriques (f 30°,

+

80°) par rapport (défini par la particule a associée dans la réaction au faisceau incident et pour les angles (+ 300,

-

150). d

+

T).

(3)

C l - 8 0 R. BOUCHEZ ET COLL.

-

La mesure du temps de chacun des deux neutrons émis à l'aide de deux convertisseurs temps- amplitude (domaine 100 ns, correspondant à l'inter- valle de 1,5 à 13 MeV environ).

-

L'amplitude de chaque impulsion de neutron est mesurée (+ 30°,

+

80°) par tri des photos des oscillogrammes, ou (+ 30°,

-

15O) à l'aide de codeurs.

-

L'énergie de chaque neutron dans le diagramme ( E , E2) type Dalitz doit se trouver dans le domaine permis par la cinématique.

FIG. 1. - Répartition des événements dans le plan (tl, t2) - lot partiel de 10" ci : P e t Q événements parasites en dehors de la zone physique.

Avec ces critères, les événements parasites impor- tants ( E 90

%)

correspondant à la diffusion entre les deux détecteur-neutrons ont pu être isolés hors d u domaine cinématique. 11 subsiste le bruit de fond statistique correspondant à 25

%

des événements (n,2n).

Environ 2 000 événements (n,2n) ont été analysés sur un total de 30 000 triples coïncidences observées. Un lot de 20

%

est donné dans le diagramme ( t , ,t2), le taux de coïncidences étant E 20lheure.

2. Résultats.

-

a) La réaction à 3 corps 'Be(n, nn) 8Be* prédomine

( 2

90

%)

(Fig. 2) : à q, =

-

qx2 = 30° les résultats quantitatifs sont

Voie finale d2 4qxi 82) mb,sr 2

d o , d o 2

Résolution en temps 3ns

FIG. 2. - Mise en évidence des réactions nn 'Be(0') et nn 'Be(2'). Spectre de la réaction suivant El _E2, corrigé de bruit de fond et d'efficacité des détecteurs.

b) Cette réaction à 3 corps est une cascade (Fig. 3,4) de réactions à 2 corps :

- diffusion inélastique 'Be(n, n') 'Be*,

- désintégration d'un niveau du 9Be par émission de neutron ou plus rarement ( E 10

%)

par émission a.

Par exemple le niveau de 7,94 MeV du 'Be se désin- tègre principalement par émission de neutron vers l'état fondamental du 8Be(0'). A

+

300 on a :

Niveau 'Be émission n vers 8Be(2+)

vers 'Be(Of)

6,76 MeV (0,6

+

0,l) mb/sr2 pas mesuré

7,94 0,25 f 0,05 faible

9,1 faible 0,5

+

0,l

nn '~e(0') 1,8 $- 0,4

c) L'absence de (( niveau )) du 'Be à 4,74 MeV.

nn 8 ~ e ( 2 + ) 2,O f 0,4

(4)

LA RÉACTION 6Be(n, nn) cru A 15 MeV C l - 8 1

( r !Y 2 MeV) de la résonance à l'état « libre » dans la diffusion (a, a).

.?O 9 ~ e ( n , 2 n l e ~ e i O ' l w C o u p e E,+EZ=12,85 MeV +- ..3 O .. 1 O E2- E, (MeV) 7 - 5 3 L 5 5 O 7 8 10 E,(MeVl

-

FIG. 3. - Spectre de la réaction nn 'Be(0') - non

corrigé de I'efficacité - mettant en évidence l'excita- tion des niveaux du 9Be(6, 76 et 7,94 MeV).

4

30'

E2 Coupe E,+E,-10 MeV N a e î 3 5 lO"a

i

' ~ ~ " ' ' h " ' ' ~ ~

5 E,-E, (MeV)

FIG. 4. - Spectre de la réaction nn8Be(2') - non

corrigé de l'efficacité - avec excitation du niveau de-9,l MeV du 9Be.

Depuis les premiers résultats publiés [Il, une nouvelle mesure (+ 30°,

-

15O) est en cours : les amas d'événements observés confirment la formation de 'Be(O+, 2+) et de 9Be(6,76 ; 7,94 et 9,l).

3. Discussion.

-

a) Pour analyser une réaction

à plus de deux corps avec interaction entre les particules dans l'état final, il est essentiel de mesurer un nombre suffisant de paramètres : par exemple, dans la réaction à 3 corps nn 'Be* dans l'état final (9 para- mètres, 5 indépendants plus une incertitude de signe), de mesurer le vecteur impulsion k de chaque neutron, soit 6 paramètres qui déterminent entièrement la réaction. Fixer les paramètres directeurs (ap) de chaque impulsion k et mesurer l'énergie de chaque neutron

permettent de reconstituer la réaction pour une géo- métrie et d'analyser le mécanisme de la réaction (niveaux 8Be* et 'Be*) ; mais pour analyser les niveaux du 9Be, la fonction de corrélation angulaire doit être mesurée, par exemple en fixant un angle (+ 30° dans le plan de diffusion) et en variant l'autre comme dans les expériences I2C(a, 2 a) du groupe [2] d'Indiana et celles du groupe [3] de Seattle.

Avec les neutrons la mesure est longue et difficile :

une autre expérience (+ 30°,

-

15O) est toutefois

en cours.

b) La cascade observée de réactions à 2 corps

- diffusion inélastique suivie d'émission n du 9Be*

-

laisse peu

( 5

10

%)

de place pour une émission simultanée de 3 corps nn 'Be* ou pour les amplitudes quasi-élastiques comme celles calculées [4] par Balian

et Gillet. Or, à plus haute

(2

100 MeV) énergie, cette diffusion quasi élastique étant prépondérante, il devient important [5] d'analyser en fonction de l'énergie la production des amplitudes quasi élastiques

et son interférence avec celles du type en deux étapes observées dans notre présente expérience.

Des expériences de ce type : 'Be(p,pn) sont en préparation à l'aide du cyclotron isochrone de Gre- noble (protons 7 à 65 MeV) qui devrait être en fonc- tionnement en juillet 1967.

c) L'anomalie observée de la largeur T' CY 1,2 MeV

(5)

C l - 8 2 M. S. GORODETZKI ET COLL.

Bibliographie

[l] BOUCHEZ (R.), GONDRAND (J. C.), PERRIN (P.), PERRIN (C.), GIORNI (A.), QUIVY (P.) et DUBUS (M.), C.

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BOUCHEZ (R.), PERRIN

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BLANC (R.), C. R. AC. SC., 1965, 261, 1269. [2] LASALLE (R. A.), CRAMER (J. G.), EIDSON (W. W.),

Phys. Letters, 1963, 5, 170.

CRAMER (J. G.), EIDSON (W. W.), NUCI. Physics, 1964, 55, 593.

[3] SCHMIDT (F. H.), BROWN (R. E.), GERHART (J. B.), KOLASINSKI (W. A.), NUCI. Physics, 1960, 52, 353. [4] BALLIAN (R.) et GILLET (V. P.), NUCI. Physics, 1960,17,

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JONES

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Phys. Rev., 1960, 117, 525.

[7] BERKOWITZ (E. H.), Nucl. Physics, 1964, 60, 555.

LES TRANSITIONS

P

INTERDITES DES NOYAUX "Be, ''Be, 16N ET

40K

P. LIPNIK

Centre de Physique Nucléaire, Héverlé-Louvain (Belgique)

Une étude comparative est effectuée pour les probabilités de transition expérimentales et calculées relatives aux noyaux de 1°Be, 16N et 40K. Des mesures expérimentales sont pro-

posées en vue de la vérification du spin et de la parité de l'état fondamental de 11Be.

RÉACTION

(a,

Y)

SUR LE SILICIUM

M. LANGEVIN, H. LAURENT, J. VERNOTTE Laboratoire Joliot-Curie de Physique Nucléaire, Orsay

La réaction de capture radiative de particules alpha var le silicium a été étudiée jusqu'à E = 4,3 MeV. On a mesuré le spin et la parité de certains niveaux formés dans et 34S.

MESURE PRÉCISE DES POUVOIRS D'ARRÊT DE C, AU, Al, Ca ET

Cal?,

POUR DES PROTONS D'ÉNERGIE COMPRISE ENTRE 0,4 ET 6

MeV

par S. GORODETZKY, Mme A. CHEVALLIER, R. ARMBRUSTER, Mme A. M. BERGDOLT, M. BRÈs, A. PAPE, J. C . SENS

Centre de Recherches Nucléaires, Institut de Recherches NucIéaires Strasbourg-Cronenbourg Résumé.

-

Les mesures des pouvoirs d'arrêt du carbone, de l'or, du calcium et du fluorure de calcium ont été faites pour des énergies comprises entre 0,4 et 6 MeV. La méthode expérimentale consiste à mesurer la perte d'énergie dans un absorbant interposé dans un faisceau de protons diffusés sur une cible d'or mince. Les spectres d'énergie sont enregistrés sur bandes perforées et analysés à l'aide d'un ordinateur. Les nombreux adsorbants sont préparés sous vide, par des métho- des variant suivant leur nature ; ils sont pesés après les mesures. Toutes les manipulations sur le Ca et le CaFz sont effectuées sous vide ou sous atmosphère d'argon. L'activation par 3He permet l'analyse quantitative des impuretés et montre que les teneurs en carbone et oxygène sont faibles. Abstract.

-

Measurements of the stopping powers of C, Ca, Au, and CaF2 have been made in the energy range 0.4 to 6 MeV. The experiments consisted in measuring the energy losses of the scattered Van de Graaff proton beams when thin stopping foils were interposed. Data were recorded either on paper or magnetic tapes and later processed on a computer. The numerous stopping foils were prepared under vacuum by methods appropriate to each. After a series of measurements the foils were weighed. Al1 manipulations on Ca and CaF2 were done either under vacuum or in an argon atmosphere. He3 activation analysis showed that carbon and oxygen impurities were at low levels.