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Étude des photodésintégrations. I. Aperçu historique et
bibliographique de l’étude des photodésintégrations
Raymond Chastel
To cite this version:
50.
EXPOSÉS
ET MISES
AU POINT
BIBLIOGRAPHIQUES
ÉTUDE
DESPHOTODÉSINTÉGRATIONS.
I.
APERÇU HISTORIQUE
ETBIBLIOGRAPHIQUE
DEL’ÉTUDE
DES
PHOTODÉSINTÉGRATIONS (1)
Par RAYMOND CHASTEL.
Laboratoire de Chimie nucléaire, Collège de France.
Sommaire. 2014 L’évolution
historique
de l’étude des photodésintégrations est retracée en liaisonavec les possibilités d’utilisation des sources de rayonnement 03B3, successivement disponibles
(radio-éléments
naturels,
rayonnements de désintégrations, spectres de freinage d’électrons). Le développe-ment de ce domaine de laphysique
nucléaire apparait étroitement lié à l’accroissement des moyensscientifiques et techniques
utilisés.
JOURNAL PHYSIQUE TOME
14,
JANVIER1953,
La
première
réactionphotonucléaire
a été miseen, évidence
par Chadwick et Goldhaber[1]
en1934.
Raisonnant par
analogie
avec cequi
a lieu dansl’effet
photoélectrique
des atomes, ilsprévoient
lapossibilité
d’émission departicules
nucléaires ensoumettant les noyaux à des rayons y
d’énergie
quantiqué
supérieure
àl’énergie
de liaison de lâparticule
dontl’expulsion
estenvisagée.
Les rayons y les
plus énergiques
dont ondispose
à
l’époque
étant ceux du ThC" de2,62 MeV,
ilsenvisagent
lapossibilité
d’observation de cephéno-mène pour les noyaux
ayant
un défaut de, massefaible ou
négatif;
cequi
est le cas du deutérium2D
(qu’ils appelaient
àl’époque
diplon),
duberyllium
’Be
et des noyaux radioactifs ce.
Effectivement,
irra-diant dans une chambre d’ionisation du deutérium par. les rayons y du
ThC",
ils observent lesimpul-sions résultant de l’ionisation
produite
par lespro-tons émis. Ils
écrivent
la réactionComme ils n’observent
pratiquement
pas
d’im-pulsions
avec les rayons y du RaC de1,8
MeV(en
réalité,
on a reconnuplus
tardqu’il
existait des raies yd’énergie
plus grande,
mais ces raies ont unetrès faible
intensité),
ils en déduisent que le seuil de la réaction estcompris
entre1,8
et2,62 MeV,
les mesures des masses exactes de
l’hydrogène
et. du deutérium leur
permettent
d’obtenir une limite-inférieure pour la masse du neutronégale
à 1,0077.Une mesure
assez
grossière
del’énergie
desprotons
produits
leur donne une valeur de la masse mn, du neutronégale
à1,oo80
±o,ooo5, d’après
leséqua-tions
(1) La bibliographie contenue dans cette première partie
va jusqu’à juillets 1951.
Ceci en admettant
qu’il n’y
avait pas de rayon yémis au cours de la
désintégration.
En effet, le neutronou le
proton
ou les deux auraient pu se trouver émis à un état excité ou unquantum
ypouvait
être émisdans le processus de
photodésintégration.
Cerayon-nement
qu’à l’époque
on nepouvait
pas exclure apriori
aurait été difiicile à détecter expérimentale-mentparmi
lerayonnement
y de ThC"provoquant
la réaction.
Aujourd’hui
encore, de tellesexpériences
de détection de
rayonnement
y émis au cours dedésintégration
résultant de rayons yprimaires
sont très difficile.La masse
adoptée
àl’époque
pour leproton
estmu =
1,0078;
la valeur résultant de cetteexpé-rience de Chadwick et Goldhaber ne leur
permet
pas de voir nettement si la masse du neutron est
supérieure
à celle duproton.
En
effet,
Chadwick[ 2 ]
avait donné mil = 1, 0068 et I. Curie et F. Joliot[2 a]
avaient donné antérieure-ment à la découverte de l’efietphotonucléaire
des déterminations de la masse du neutron résultantde leurs mesures
d’énergie
des neutrons dans diverses réactions et des déterminations desmaxima
éner-gétiques
desspectres g
[2 b], [2 c], [2 d], [2 e],
ilsindiquaient
les valeurs1,oo98,
1,oo92,1,oo89
etils
précisaient
que lepremier
nombre était leplus
précis
(la
masse actuellement admise[2 1]
estmn =
1,00893
±o,oooo3).
Et ils donnaient commerésultat de leurs
expériences :
valeur nettement
supérieure
à celle de la masse duproton.
Ceci avait uneconséquence importante
:1le neutron devait être instable et dans leur
publi-cation à Nature
[ 2 a] (12
mai1934),
ilsindiquent
que la radioactivitép-
doit être le résultat de la transformation d’un neutron enproton;
ils écrivent51
Dans la même
publication,
ils calculentl’énergie
absorbée par la transformation inverse
La radioactivité du neutron a été effectivement observée et sa
période
semblecomprise
entre 8 et 3o mn[3].
Les mesures de Chadwick et Goldhaber
four-nissent une valeur de la section efficace de la
réac-tion
D (y, n) 1 H
de 10-28 cm2 en assez bon accordavec la valeur calculée
théoriquement
par Bethe etPeierls
[4].
C’est la
première
foisqu’un
noyau estdésintégré
sous l’action de radiations
électromagnétiques,
aupa-ravant,
eneffet,
toutes lesdésintégrations
étaientprovoquées
par desrayonnements corpusculaires.
Reprenant
leurpremière expérience,
Chadwick et Goldhaber[4
a],
avec undispositif expérimental
amélioré,
confirment les résultats de I. Curie et F. Joliot et donnent pour la masse du neutron les valeurs m,, = 1,0084(avec
la masse du deuton deOliphant
etKempton)
et rnn =i,oogo
(en
utilisantla masse du deuton
d’Aston).
La masse duproton
qu’ils
utilisent pour cettepublication
est mil =i,oo8 i.
Il est donc définitivement confirmé que le neutron est
plus
lourd que leproton.
Quelques
semainesplus
tard,
Szilard etChal-mers
[5]
observaient laphotodésintégration
duberyllium
irradié par les rayons y du radium. Ilsdétectaient la réaction par l’action des neutrons libérés sur l’iode. L’iode 128T se transformant en iode
radioactif 1.271 de
période 24,gg
mn parcapture
d’unneutron. Cet iode actif étant
séparé
de l’iode inactifpar la méthode suivante
imaginée
peu detemps
avant par ces auteurs
ét
qui
porte
leur nom : l’iode utilisé comme détecteur de neutron estengagé
dansun
composé organique;
le noyaucomposé
1281 brise sa liaisonchimique
sous l’effet du reculproduit
lors de l’émission durayonnement
y dedésexcita-tion ;
les atomes d’iode forméspeuvent
êtreséparés
d’unegrande
masse decomposé
organique iodé,
on les entraîne par une très faible
quantité
d’uniodure à l’état
ionique.
Ce processus constitue unmoyen très sensible de détection des neutrons.
Depuis
la découverte de laphotodésintégration
dudeutéron,
le nombred’expériences
sur l’effetphotonucléaire
est allé en croissant sans cesse. Nousallons très
brièvement
retracerl’historique
de cesétudes;
troisarticles
généraux
donnent
une vued’enseinble
plus
ou moinscomplète
dudéveloppe-ment de ce domaine de la
physique nucléaire,
cesont ceux d’Averbach
[6],
deBosley
etCraggs [7]
et deKoklov
[8];
enfin,
de nombreux articlescomportent
de brefs aperçushistoriques.
Il est
possible
dedistinguer
troispériodes
dans ledéveloppement
des études sur l’effetphotonucléaire :
lapremière
période, de
sa découverte à1937
au cours delaquelle
lespho,todésintégrations
sontprovoquées
par les rayons y des radioéléments
naturels;
pendant
la deuxième
période,
de1937
â 1941 environ,
ondéveloppe
l’utilisation de rayons yproduits
au coursde réactions
nucléaires;
enfin la dernièrepériode,
de
1945
à l’heureactuelle,
a pourpoint
dedépart
l’utilisation
de rayons Xproduits
par les nouveauxaccélérateurs d’électrons
(bétatrons
etsynchrotrons).
Précisons
qu’au point
de vue du vocabulaire utiliséon
désigne
habituellement par rayons y lesradia-tions
électromagnétiques
émises par des noyauxexcités, qu’il
s’agisse
de noyaux radioactifs naturelsou artificiels ou de noyaux
composés
formés au coursde réactions nucléaires et l’on réserve le terme de
rayons X à des radiations
électromagnétiques
pro-duites à l’extérieur du noyau àl’aide,
parexemple,
d’électrons accélérés artificiellement.
Les
étapes
de cette évolution sont étroitement liées à l’accroissement des moyenstechniques
misen oeuvre. Il faut remarquer
qu’elles
correspondent
au cours du
temps
à l’utilisationd’énergies
quan-tiques
deplus
enplus
élevées :l’énergie
maximum utiliséependant
lapremière période
estde 2,62
MeV(rayons
y duThC");
au cours de la deuxièmepériode,
les radiations lesplus énergiques
utilisées sont celles de17,6
MeV résultant du bombardement du lithiumpar
lesprotons;
enfin,
dans lapériode
actuelle,
lessynchrotrons
fournissent des rayons X dont lesénergies
vontjusqu’à
320 MeV[9]. Parallèlement,
lé nombre des noyaux
désintégrés
par effetphoto-nucléaire et le nombre de
types
de réactionsphoto-nucléaires s’est accru dans des
proportions
consi-dérables. Les rayons y du ThC" ontpermis
seule-ment la
photodésintégration
de deuxnoyaux,
deu-térium et
beryll.ium;
de1937
à1941,
il devientpossible
de
produire
l’effetphotonucléaite
de laplupart
desnoyaux
et,
cependant,
troistypes
de réactions sontseuls étudiés : réactions
(y, n),
réactions(y, p),
etphoto fissions ;
enfin,
depuis
l’utilisation desbétatrons,
non seulement tous les noyaux
peuvent
’êtrephoto-désintégrés,
mais ilspeuvent
l’être d’un trèsgrand
nombre demanières
comportant l’expulsion
d’une seuleparticule
ou d’un trèsgrand
nombre departi-cules avec toutes les gammes intermédiaires.
Première
période :
utilisation des rayons y . ’émis par les radioéléments naturels. 2013 Les
expériences
de lapremière période
surID
et¡Be
ont été extrêmement nombreuses et eUes "ontcontinué-à faire
l’objet
jusqu’à
l’heure actuelle d’un trèsgrand
nombre de
publications;
nous n’enparlerons
qu’occa-sionnellement au cours de cet
exposé,
car leur étudequelque
peucomplète
nécessiterait desdéveloppe-ments
trop
importants.
Nous nous bornerons à dire que cesexpériences
ontessentiellement
pourbut : la détermination avec une
précision
croissante du seuil desréactions,
la détermination des sectionsefficaces et de leur variation en fonction de
l’énergie
y,l’étude de la
distribution
angulaire
desparticules
émises. En ce
qui
concerneplus particulièrement
laphoto-désintégration
dudeuton,
cesrenseignements
ontune
importance
depremier
plan,
enefïet,
le deuton estle
plus
simple
dessystèmes
nucléaires.
Le rôledu’
deuton
dans la théorie nucléairecorrespond
aurôle de
l’hydrogène
dans lathéorie
atomique.
Enfin,
le deuton étant constitué par deuxparticules
seule-ment,
un neutron et unproton,
leproblème
théorique
est relativement
simple,
le calculpeut
être menéjusqu’au
bout.Deuxième
période :
utilisation des rayons yproduits
dans lesdésintégrations
nucléaires.-a. RÉACTION
(y, n).
- Dans lesnucléaires
produites
par desparticules accélérées,
il seproduit
des rayons yd’énergie plus grande
que ceux fournis par les sources de radioéléments naturels. Lesplus
intéressants de cesrayonnements
y sontceux
résultant de lacapture
deprotons
par les noyaux de différentes cibles: Lesprogrès
réalisés dans latechnique
des accélérateurs departicules
vontper-mettre d’utiliser ces rayons y pour irradier de
nou-veaux éléments et rechercher d’autres effets
photo-nucléaires. Les rayons y les
plus énergiques
obtenuspar cette méthode sont ceux de
17,6
MeV résultant de lacapture
d’unproton
par§Li
[10], [11],
cette réactionprésentant
une résonance pour uneénergie
des
protons
de 440 keV. Bothe et Gentner[12],
soumettant à ce
rayonnement
ungrand
nombred’éléments,
mettent en évidence laphotodésinté-gration
de dix nouveaux corps :phosphore, cuivre,
zinc, gallium,
brome,
molybdène,
argent, indium,
antimoine et tellure. Ils détectent ces
photodésin-tégrations (y, n)
par observation de la radioactivité du noyau résiduel. Le meilleur rendement est obtenuavec le
cuivre, qui
subit la réaction 63Cu(y, n)
62Cudont ils déterminent la section efficace a = 5. I o-26 cm2.
Chang,
Goldhaber etSagane
[13]
confirment lesphotodésintégrations
observées par Bothe et Gentneret
observent,
enoutre,
laphotodésintégration
del’oxygène.
Continuant leursexpériences,
Bothe etGentner
[14] publient
les intensités relatives des , effetsphotonucléaires produits
par les rayons ydu lithium (17,6 MeV)
et du bore(12,8 MeV)
etdonnent la section efficace de la réaction
(y, n)
surle cuivre
provoquée
par les rayons y dubore,
a =
2,2. 10--26
cm2. Carlson et Henderson[ 15]
dis-posant
d’un accélérateur dontla
source estcapable
de donner un faisceau d’ions de
6 oo u A
obtiennentune intensité de
rayonnement
y sensiblementtriple
de celle de Bothe etGentner,
ils observent laphoto-désintégration
dumanganèse
et dufer;
cependant,
les
périodes
des activités trouvées sont nettement endésaccord avec les
périodes
actuellement connuespour les nuclides
produits.
Depuis
leur découverte en1934
par F. et I. Joliot-Curie[16],
la connaissance des radioéléments arti-ficielsayant
considérablementprogressé,
il devenaitpossible
deprévoir
lespériodes
résultant de nouvellesphotddésintégrations
recherchées,
cequi permettait
de choisir à
l’avance
les durées d’irradiationconve-nables.
Disposant,
d’autrepart,
d’une intensité derayonnement
ybeaucoup
plus grande
que celle de Bothe etGentner,
les chercheurs de Zurich ontentrepris
l’étudesystématique
de tous les éléments du tableau de Mendeleeff. Ces étudesfont
l’objet
de nombreuses
publications
danslesquelles
un sointout
particulier
estapporté
à lacorrection
résultant de l’activitéparasite provoquée
par
les neutrons émis en mêmetemps
que les rayons y[17] (1).
Aucours de ces
travaux,
ils mettent en évidence ungrand
nombre .de .nouvelles réactions(y,
n)
et ils donnent pour chacune la section effieace relativeen utilisant comme préférence la section efficace du
cuivre. Leurs
expériences
permettent
la détermina-tion avec certitude despériodes
comprises
entre 3 set 5
jours présentant
un rendementégal
au minimum (2) R. CHASTEL, Thèse, Paris, 1952.à i pour 10o du rendement trouvé pour 63Cu. Un
tableau d’ensemble de leurs résultats est
publié
en
ig48 [18].
b. PHOTOFISSION. - Très tôt
après
ladécou-verte de la fission de l’uranium
[19], [20], [21],
Roberts, Meyer
et Hafstad[22]
etHeyn,
Aten etBakker
[23]
publient
d’infructueuses tentatives faitespour mettre en évidence la fission de l’uranium et
du thorium sous l’action des rayons y du lithium
et du fluor.
Haxby, Shoupp, Stephens
et Wells[24]
utilisant les rayons y du fluor(6 MeV),
réussissent àdétecter la
photofission
de l’uranium et duthorium,
les sections efficaces étant estiméesà 7,
=3,5±:
1,0. I o-27 cm2et 6Th =
1, 7 :+ o, 5. 1 o -27
27 cm2..Une chambre d’ioni-sation et unamplificateur étaient
utilisés pour détecterces processus de
fission; plusieurs
tests étaient utiliséspoùr s’assurer que les
phénomènes
observés étaientréellement dus aux rayons y et non aux neutrons.
L’étude
desphotofissions
a étépoursuivie
aucours de la
période
suivante enutilisant,
soit lesradiations
produites
par desdésintégrations,
soit celles émises par les bétatrons et un certain nombrede résultats
importants
ont été obtenus[25].
Charbonnier,
Scherrer,
Wâeffler[261
à l’aided’émulsions
photographiques
contenant une forteproportion
d’uranium déterminent lasection
effi-cace de
photofission
de 238U pour les rayons y dulithium et donnent la valeur 5 =
fi,6 +
1,5.10-26
cm2. Latripartition [27]
de l’uranium et du thoriuma pu être
provoquée
par les rayons y et aégale-ment été détectée dans les émulsions
photogra-phiques [28], [29] ;
Goward,
Titterton et Wilkins[30]
ont observé la
photofission
de l’uranium avec émission d’un noyau de,Be
instablequi
separtage
au coursde son
expulsion
en deuxparticules
a, cephénomène
se
présente
donc sousl’apparence
d’unequadripar-tition.
Baldwin et Klaiber
[31]
déterminent la courbe de variation de la sectionefficace
dephotofission
de l’uranium en fonction del’énergie
des rayons y, cette courbeprésente
un maximum de 6.10-26 cm2pour
Ey =
16 MeV.Koch,
McElhinney
etGasteiger [32]
donnent les seuils dephoto fission
pour92 2 389 U,
2 3392U,
’ 2394 Pu,23290 Th
etSugarman
[ 33]
étudie laphoto-fission du bismuth.
Ogle,
McElhinney
[34]
et McElhinney
etOgle
[35]
étudient
également
cette variation pourplusieurs
éléments.
Récemment,
unepublication [36]
donne lesrende-ments de fission et d’émission
neutronique,
ainsi quel’énergie
moyenne des neutronsémis,
pour laphotodésintégration
de l’uranium.. c. RÉACTIONS
(y, p). -
En1944? Huber, Lienhard,
Scherrer et Waefller[37] signalent
une activité obtenue lors dubombardement
dumagnésium
par les rayons. y dulithium
et ils l’attribuent à laréac-tion
2gMg
(y,
p) 25Na;
Hirzel et Waeffler[38]
étudient les réactions(y,
p) .
provoquées
sur les différentsisotopes
dusilicium,
dutitane,
duchrome,
dusélé-nium,
dumolybdène,
dupalladium,
du cadmiumréde-53
tion 26329 Cu (y, n) 6229Cu.
Ilscomparent
ces sectionsefficaces aux sections efficaces
(y, p)
et montrent que les réactions(y, p)
ont uneprobabilité
beaucoup
plus grande
que celleprévue
par la théorie desévapo-rations nucléaires.
Ces études des réactions
(y, p)
ont été faites enmesurant l’activité des noyaux
finaux,
il en résulteque seules les réactions
produisant
des noyauxradio-actifs sont
susceptibles
d’être étudiées de cettefaçon.
Pour de très nombreux
éléments,
l’émissionphoto-nucléaire d’un
proton
conduit à desisotopes stables,
l’élaboration d’une méthode d’étude de ces réactions
apparaissait
commegrandement souhaitable,
l’utili-sation de la
technique
des émulsiensphotographiques
dans ce but a
permis
de mettre en évidence l’effetphotonucléaire
avec émission d’unproton
dans lecas du cuivre
[39].
Des efforts dans ce sens ont été faits
indépendam-ment et
Toms,
Halpern
etStephens [40]
ontpublié
une courte Note concernant l’observation
dans
l’émulsionphotographique
dephotoprotons
émis par lemagnésium
irradié par lerayonnement
defreinage
d’un bétatron de22,5
MeV);
dans ce casparticulier,
deux desisotopes
duMg, 25Mg
et26Mg,
conduisent à des
isotopes radioactifs,
cequi permet
un contrôle de ces réactions
(y, p)
par mesure de l’activité induite. Plustard,
Toms etStephens
ontpublié
[41]
une étudeplus
détaillée de cesexpé-riences.
Récemment, Byerly
etStephens [42]
viennent dedonner les résultats d’une étude des
photoprotons
émis par lecuivre.
Enfin,
Mann etHalpern [43]
utilisantégalement
lerayonnement
defreinage
d’unbétatron,
ont étudiéavec une
technique
différente laproduction
dephoto-protons
sur 20 éléments.d.
ÉTOILES
DE PHOTODÉSINTÉGRATION DES NOYAUXLÉGERS DANS L’ÉMULSION PHOTOGRAPHIQUE. - Dans
une
plaque exposée
aurayonnement
y dulithium,
Hànni[44]
avait observé des étoiles à troisbranches;
ces étoiles ont été attribuées à la
photodésintégra-tion du carbone en trois
particules
ce[45];
Wâffleret Younis
[46]
ont donné une valeur de la section efficaces de cette réaction a =o, 8
±0,3 . 10-28
cm2. Divers auteurs[47], [48], [49], [50], [51],
ont étudié le mécanisme de cette réaction.A l’aide d’un
synchrotron,
laphotodésintégr-a-tion de
l’oxygène
enquatre particules
OE a été observéeégalement
dans les émulsionsphotogra-phiques [52], [53], [54].
Dans ces différentesdésin-tégrations,
on observeparfois
une formation inter-médiaire de’Be
[55].
D’autres
photodésintégrations
d’élémentslégers
ont été
détectées
dans lesplaques
nucléaires,
enparticulier,
sur l’azote[56], [57] :
On a identifié les réactions suivantes sur le bore
[58]:
et la réaction
est considérée comme
probable.
Dans le cas du
beryllium,
on a observé la réac-tion[59]
Enfin,
sur lelithium,
les réactions suivantes ontété mises en évidence
[60], [61],
[62] :
Troisième
période :
utilisation des rayons Xproduits
par les bétatrons etsynchrotrons.
-Les rayons y résultant dedésintégrations
nucléairespermettaient
exclusivement l’étude due-photodésin-tégrations
à desénergies
y fixes etdiscontinues,
ilsn’offraient pas la
possibilité
de faire varier defaçon
continuel’énergie quantique
durayonnement.
Apartir
de1941
environ,
les nouveaux accélérateurs d’électrons degrande énergie,
bétatrons etsynchro-trons,
donnent lapossibilité
-d’utiliser desspectres
continus des
rayonnements
defreinage
des électrons. Ilsprésentent,
enoutre,
l’avantage
depermettre
aisément une modification del’énergie quantique
du
rayonnement
émis. Cette dernièrecaractéristique
rendpossible
la déterminations des seuils des réactionsphotonucléaires.
C’estainsi
que lapremière
publi-cation concernant les
photodésintégrations produites
par unbétatron,
publiée
par Baldwin et Kochen 1945
[63]
donne les seuils d’un certain nombrede réactions
(y, n).
Comme autreavantage
des bétatrons etsynchrotrons,
il convient desouligner
le fait
qu’ils
fournissent des intensités de radia-tionsincomparablement
plus grandes
queles
désin-tégrations
nucléairesproduites
dans les accélérateurs departicules lourdes,
ausurplus
lerayonnement
présente
laparticularité
intéressante d’être émis dans un cône étroit vers l’avant du faisceaud’élec-trons
[64];
ces deux faits rendentpossible
l’étude dephotodésintégrations
à faible rendement et la canalisationsoignée
du faisceau de radiations.Aux
grandes énergies
atteintes avec cesaccéléra-teurs,
àBerkeley,
parexemple,
unsynchrotron
de 322 MeV est actuellement en fonctionnement
[65],
l’expulsion
d’un neutron ou d’unproton
estégale-ment
probable,
mais encore le noyau résiduel estporté
à unetempérature
suffisamment élevée pourévaporer plusieurs particules.
Desdésintégrations
au cours
desquelles
six à huitparticules
nucléaires :neutrons,
protons,
particules
a, etc.peuvent
êtreémises,
sontpossibles
avec uneénergie
d’excitationde oo MeV. De telles
désintégrations
ont été observéesdans le
rayonnement cosmique
dès1938 [66];
nous netraiterons pas, par
ailleurs,
de cesphotodésintégra-tions
produites
par lerayonnement
cosmique
etnous laisserons
également
de côté les réactionsphoto-mésoniques.
La
possession
de radiationsd’énergie
et d’intensitédésin-54
tégrations
nucléaires extrêmement variée auxgrandes
énergies.
Il en résulte un accroissement considérabledu nombre de
photoréactibns
connues. C’est ainsiqu’en’
1944
on en avait observéd’après
la table deSeaborg
[67]
seulement35;
à l’heureactuelle,
cenombre est de l’ordre de
quelques
centaines.Quoique
aucune méthodepleinement
satisfaisante
n’existe pour étudier lesdésintégrations multiples,
plusieurs
techniques
sontcependant
utilisables.Les traces des
particules chargées
émisespeuvent
être observées à
l’appareil
Wilson ou dans les émul-sionsphotographiques.
Leursénergies respectives
et leurs directionspeuvent
ainsi être obtenues.Cependant,
ces méthodes nepermettent
pas d’observerles neutrons émis dans la
désintégration
et donnentainsi,
uneimage incomplète
duphénomène.
Enraison du
mélange
d’élémentsprésents
dans le gazde la chambre Wilson et dans
l’émulsion,
souvent,les
éléments
responsables
de la réaction nepeuvent
être identifiés sans difficultés et avec une absolu
certitude.
Une autre méthode utilisable est l’observation de la radioactivité
induite,
méthodedéjà grandement
exploitée
pour l’étude des réactions(y, n)
et(y,- p);
ellepermet
la connaissance de l’élément initial etl’identification certaine de
l’isotope produit,
mais nedétecte pas les réactions conduisant à des noyaux
stables,
ainsi que nous, l’avonssignalé précédemment,
elle nepermet
pasde
déterminer sansambiguïté
les
types
departicules
émises.
Toutefois,
en raison desgrandes
intensités derayonnement
fournies par les accélérateursd’électrons,
il est
possible
de détecter directement lesphoto-neutrons émis.
Ces diverses méthodes doivent donc être utilisées
concouramment pour l’étude des
photodésintégra-tions
produisant
ungrand
nombre departicules.
Une difficulté
importante
s’estprésentée
aux utilisateurs d’accélérateursd’électrons,
c’est laconnais-sance
imparfaite
de la forme duspectre contrnu
desradiations émises. Les
spectres
différentparois
notablement duspectre
théorique
facilement calcu-lable dans le cas dufreinage
des électrons par unecible mince
[68].
Sans entrer dans le détail des causesde ces
divergences, signalons
que les formes de cesspectres
ont étéétudiées,
notamment à l’aide dephotodésintégrations,
enparticulier
dans les émul- . sionsphotographiques
[69], [70];
les sectionseffi-caces de ces
photoréactions
étantsupposées
vérifiéespar d’autres méthodes. Nous avons là un bel
exemple
d,’interdépendance
réciproque
entre différentestech-niques.
Compte
tenu de cespossibilités
et de ces défauts des accélérateursd’électrons,
de nombreuses déter-minations de seuilsphotonucléaires
ont étépubliées
[63], [71],
[72], [73],
[74], [75], [76],
[77],
[78],
[79], [80].
De très
nombreuses
publications exposent
desmesures de rendement
photonucléaires,
les valeursdonnées sont
rapportées
trèsfréquemment
auxrendements des réactions :
ou,
quelquefois,
Dans certains cas, les courbes de variation du rendement en fonction de
l’énergie
des rayons y(ou
de la section efficacerelative)
sont obtenues. Cescourbes sont établies en faisant des
hypothèses
diversessur la forme des
spectres
des bêtatrons,utilisés;
malgré
cette source d’incertitudeplus
ou moinsimportante
suivant lespublications,
ellesprésentent
un
aspect
caractéristique
comportant
une croissancerapide
au-dessus du seuil suivie d’un maximum situé à desénergies quantiques
variant entre 15 et 4o MeV suivant les noyauxconsidérés;
la courbedécroît
ensuite,
il en résulte que le rendement total d’unephotodésintégration
considérée s’accroît peulorsque
l’on passe d’unspectre d’énergie
maximum 5o MeV à un
spectre
d’énergie
maximum100 MeV
[81],
[82].
Cette forme de courbe d’excitation
présentant
une sorte de « résonance » était assez
inattendue,
elle a conduit à l’introduction d’une nouvelle défi-nition du rendement d’une réaction
photonucléaire :
la section efficace
intégrée
l’unité
généralement adoptée
étant de 10-24 cm2 MeV.Les résultats
expérimentaux
ont,
d’autrepart,
conduit Goldhaber et Teller[ 83]
à élaborer une théorieinterprétant
lephénomène.
Cette théorie seraexa-minée
plus
en détail dans l’articlesuivant;
.disonsseulement
qu’elle prévoit
une diffusionimportante
des rayons y
d’énergie
voisine de celle de la «réso-nance ». Gaertner et Yeater
[84]
ont tenté demes’urer
l’intensité de cette diffusion par résonance
nucléaire,
ils ont obtenu des résultats
beaucoup
plus
petits
que ce que Goldhaber et Teller ontprévu.
Dresselet ses collaborateurs
[85] ont, également
étudiécette diffusion par résonance
nucléaire,
ils ont trouvéune
distribution,
angulaire
de l’intensité diffuséesensiblement
en accord avec la théorie.Levinger
et Bethe[86]
donnent un travailthéorique
d’après
lequel
la diffusion par résonance nucléaireest un peu inférieure à celle de Goldhaber et Teller.
Les travaux de
parution
récente manifestent deux ordresprincipaux
depréoccupations
desexpérimen-tateurs;
d’unepart,
l’étude desspectres énergétiques
et des distributionsangulaires
desparticules
émises;
d’autre
part,
l’étude desphôtodésintégrations
pro-duites auxgrandes énergies, comportant
desparti-cules émises
directement,
pratiquement
en mêmetemps
quel’absorption
duquantum,
et desparti-cules
évaporées
en destemps
comparativement plus
long par-le
noyau résiduel.Manuscrit reçu le 23 septembre 1952.
BIBLIOGRAPHIE.
55
[2 03B1] I. CURIE et F. JOLIOT. -
Nature, 1934, 133, 721.
[2 b] I. CURIE et F. JOLIOT. - C. R. Acad.
Sc., 1933, 196,
397.
[2 c] I. CURIE, F. JOLIOT et P. SAVEL. - C. R. Acad.
Sc., 1932, 194, 2208.
[2d] I. CURIE et F. JOLIOT. -
Nature, 1930, 130, 692. [2e] I. CURIE et F. JOLIOT. -
Nature, 9 July 1932. [2 f] BETHE. - Elem. Nucl.
Theory, 1947. [3] SNELL, PLEASONTON et Mc CORD. -
Phys. Rev., 1950,
78, 310.
[4] BETHE et PEIERLS. - Proc.
Roy.
Soc., 1935, A 148,146
[4a] CHADWICK et GOLDHABER. 2014 Proc. Phys. Soc., 1935, A 151, 479.
[5] SZILARD et CHALMERS. 2014 Nature, 1934, 134, 494.
[6] AVERBACH. -
Usp. Phys. Naouk,
1948,
35-2, 276. [7] BOSLEY et CRAGGS. -Report on progress in physic.
1948-1949, vol. XII, 82.
[8] KOKLOV. 2014 Usp. Phys. Naouk, 1950, 42, 316.
[9] KERST et PRICE. -
Phys. Rev., 1950,
79, 725. [10] DELSASSO, FOWLER et LAURITSEN. 2014Phys.
Rev., 1937. 51, 391.[11] GAERTNER et CRANE. -
Phys. Rev., 1937, 52, 582.
[13] CHANG, GOLDHABER et SAGANE. -
Nature, 1937, 139,
962.
[12] BOTHE et GENTNER. 2014 Z.
Physik,
1937, 106, 236.[14]
BOTHE et GENTNER.2014 Z.Physik,
1939, 112, 45. [15] CARLSON et HENDERSON. 2014 Phys. Rev., 1940, 58, 193. [16] I. et F. JOLIOT-CURIE. - C. R. Acad.Sc.,
1934,
198,254.
[17] HUBER, LIENHARD, SCHERRER et WAEFFLER. 2014 Helv.
Phys. Acta., 1943, 16, 33.
[18]
WAFFLER et HIRZEL. - Helv.Phys. Acta, 1948, 21, 200.
[19]
HAHN et STRASSMANN. 2014 Naturwiss., 1939, 27, 11, [20] JULIOT. 2014 C. R. Acad. Sc.,1939,
208, 341. [21] FRISCH. 2014 Nature, 1939, 143, 276.[22] ROBERTS, MEYER et HAFSTAD. 2014 Phys. Rev., 1939,
55, 417.
[23] HEYN, ATEN et BAKKER. 2014 Nature, 1939, 157, 90.
[24] HAXBY, SHOUPP, STEPHENS et WELLS. 2014 Phys. Rev.,
1941, 59, 57.
[25] HUIZENGA, MAGNUSSON,
FIELDS, STUDIER et DUFFIELD.-
Phys. Rev.,
1951, 82,
561.[26] CHARBONNIER, SCHERRER et WAFFLER. 2014 Helv.
Phys.
Acta,
1949,
22, 385.[27] TSIEN, CHASTEL, Ho et VIGNERON. 2014 C. R. Acad. Sc., 1946, 223, 986.
[28] TITTERTON et GOWARD. 2014 Phys. Rev., 1949, 76, 142. [29] TITTERTON et BRINKLEY. 2014 Phil. Mag., 1950, 41, 500.
[30] GOWARD, TITTERTON et WILKINS. -
Nature, 1949, 164, 661.
[31] BALDWIN et KLAIBER. 2014
Phys.
Rev., 1947, 70, 259.[32] KOCH, Mc ELHINNEY et GASTEIGER. -
Phys. Rev., 1950, 77, 329.
[33] SUGARMAN. 2014 Phys. Rev., 1950, 79, 532.
[34] OGLE et Mc ELHINNEY. 2014 Phys. Rev., 1951, 81, 344.
[35] Mc ELHINNEY et OGLE. -
Phys. Rev., 1951, 81, 342.
[36]
GOWARD, JONES, WATSON et LEES. - Proc.Phys.
Soc., 1951, 64, 95.
[37]
HUBER, LIENHARD, SCHERRER et WAEFFLER. 2014 Helv.Phys. Acta, 1944, 17,
139.
[38]
HIRZEL et WAEFFLER. 2014 Helv. Phys. Acta,1947,
20,373.
[39] CHASTEL. 2014 C. R. Acad.
Sc., 1950, 230, 2020.
[40] TOMS, HALPERN et STEPHENS. - Bull. Amer.
Phys.
Soc., 1949, 7, 22.
[41] TOMS et STEPHENS. -
Phys. Rev., 1951, 82, 709.
[42] BEYERLY et STEPHENS. - Phys. Rev., 1951, 81, 473.
[43] MANN et
HALPERN. 2014
Phys. Rev., 1951, 82, 733. [44] HAENNI. 2014 Diplomarbeit ETH, 1948.[45]
HAENNI, TELEGDI et ZUNTI. - Helv.Phys. Acta, 1948,
21, 203.
[46]
WAEFFLER et YOUNIS. 2014 Helv. Phys. Acta, 1949, 22,614.
[47]
TELEGDI et ZUNTI. - Helv. Phys. Acta, 1950, 23, 745.[48]
CHASTEL. - J. Physique Rad., 1950, 11, 291.[49]
GOWARD, TELEGDI et WILKINS. - Proc.Phys. Soc.,
1950, 63, 402.
[50] CHASTEL. - J. Physique Rad., 1950, 11, 55 S.
[51] WILKINS et GOWARD. 2014 Proc. Phys. Soc., 1951, 64,
201.
[52] GOWARD et WILKINS. - Proc.
Phys. Soc., 1950, 63,
1171.
[53] GOWARD et WILKINS. - Proc.
Phys.
Soc.,1951, 64,
93.[54]
GOWARD et WILKINS. - Proc.Phys.
Soc., 1951, 64, 94.[55] WILKINS et GOWARD.2014 Proc. Phys. Soc., 1950, 63, 1173.
[56]
WILKINS et GOWARD.2014 Proc. Phys. Soc., 1950, 63, 663.[57] GOWARD et WILKINS. - Proc.
Phys. Soc., 1951, 64, 312.
[58]
GOWARD, TITTERTON et WILKINS. - Proc.Phys. Soc.,
1950,
63, 172.[59]
TITTERTON. -Nature, 1950, 165, 721.
[60]. TITTERTON.
2014 Proc. Phys. Soc.,1950,
63,1297.
[61]
TITTERTON et BRINKLEY. 2014 Proc.Phys.
Soc.,1951,
64, 212.
[62] TITTERTON. 2014
Proc.
Phys. Soc., 1950, 63, 915.[63] BALDWIN et KOCH. -
Phys.
Rev.,1945,
67, 1.[64]
SCHIFF.2014 Phys. Rev., 1946,
70,87.
[65]
MILLER. 2014 Phys. Rev., 1951, 82, 260.[66]
BRODE et STARR. -Phys.
Rev., 1938,
53, 319.
[67]
SEABORG. 2014 Rev. Mod.Physics, 1944,
16, 1.[68]
HEITLER. - Thequantum theory of radiations, Oxford
University Press,
1944,
p. 170.[69] BOSLEY, GRAGGS et NASH. 2014 Nature, 1948, 161, 1022.
[70] KING. -
Nature, 1950, 165, 526.
[71] BECKER, HANSON et DIVEN. -
Phys. Rev.,
1947,
71, 466.[72]
Mc ELHINNEY, HANSON et DUFFIELD. - Bull. Am.Phys. Soc., 1948, 23, 7.
[73]
HANSON, DUFFIELD, KNIGHT, DIVEN et PALEVSKY. 2014Phys. Rev., 1949, 76; 578.
[74] Mc ELHINNEY, HANSON, BECKER, DUFFIELD et DIVEN,
2014
Phys.
Rev., 1949, 75, 542.[75]
PARSON et COLLIE. - Proc.Phys. Soc., 1950, 63, 834
[76]
PARSON, LEES et COLLIE. - Proc. Phys. Soc.,1950.
63,
915.
[77]
SHERR, HALPERN et STEPHENS. 2014 Phys. Rev.,1950.
81,
154.
[78] OGLE,
BROWN et CARSON.2014Phys.
Rev.,1950,
78, 63.[79] Mc ELHINNEY et OGLE. 2014
Phys. Rev.,
1950,
78, 63.[80] OGLE et ENGLAND. 2014 Phys. Rev., 1950, 63, 78.
[81]
PERLMAN et FRIEDLANDER. -Phys. Rev., 1948, 74, 442. [82] BALDWIN et KLAIBER. 2014 Phys. Rev.,
