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Submitted on 1 Jan 1961
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Distributions angulaires de protons et corrélation angulaire p-γ dans la réaction 11B(d, p)12B
S. Gorodetzky, A. Gallmann, P. Fintz, G. Bassompierre
To cite this version:
S. Gorodetzky, A. Gallmann, P. Fintz, G. Bassompierre. Distributions angulaires de protons et cor- rélation angulaire p-γ dans la réaction 11B(d, p)12B. J. Phys. Radium, 1961, 22 (10), pp.573-575.
�10.1051/jphysrad:019610022010057300�. �jpa-00236505�
573.
DISTRIBUTIONS ANGULAIRES DE PROTONS ET CORRÉLATION ANGULAIRE p-03B3 DANS LA RÉACTION 11B(d, p)12B
Par S. GORODETZKY, A. GALLMANN, P. FINTZ et G. BASSOMPIERRE,
Institut de Recherches Nucléaires, Strasbourg.
Résumé. 2014 La mesure à Ed = 5,5 MeV de la distribution angulaire des protons allant respec- tivement au niveau fondamental, aux premier et deuxième niveaux excités de 12B dans la réaction
11B(d, p)12B confirme les valeurs ln = 1,1 et 0 trouvées par d’autres auteurs. Les parités de ces
niveaux sont donc respectivement +, + et 2014.
L’analyse de la corrélation angulaire p-03B3, dans le plan d-p par le premier niveau excité (0,95 MeV)
de 12B, permet d’exclure la valeur J = 0 pour le moment angulaire de ce niveau. Les seules possi-
bilités sont soit J =1 + ou 2+ avec mélange de multipolarité pour le rayonnement 03B3 de 0,95 MeV,
soit J = 3+ (E2 pur).
Abstract. 2014 Measurement at Ed = 5.5 Me V of the angular distribution of protons from the
reaction 11B(d, p)12B going respectively to the ground state and the first and second excited states confirms the values ln = 1,1 and 0 found by other authors. The parities of these levels are there-
fore respectively +, + and 2014.
Analysis of the p-03B3 angular correlation in the d-p plane for the first excited level (0.95 MeV)
of 12B allows the exclusion of the value J = 0 for the angular momentum of this level. The only
possibilities are J = 1 + or 2+ with a mixture of multipolarities for the 0.95 MeV gamma transi-
tion, or J = 3+ with pure E2 radiation.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961,
I. Introduction. -- La spectrographie des pro- tons dans la réaction 11B(d p)12B a été étudiée par différents auteurs [1], [2], [3]. Les groupes de pro- tons allant au niveau fondamental ainsi qu’aux
niveaux excités de 0,95 et 1,67 MeV de 12B sont à présent bien connus. Holt et Marsham [3] ont,
entre autres, mesuré les distributions angulaires de
ces trois groupes en utilisant des deutérons de 8 MeV. L’application de la théorie du stripping à la
détermination du moment angulaire orbital du
neutron capturé leur permet d’attribuer respec- tivement les valeurs 1. - 1, 1 et 0 pour ces trois niveaux de 12 B. Les parités et les limites des mo-
ments angulaires peuvent ainsi être déduites :
0+ J 3+ pour le niveau fondamental et le niveau excité de 0,95 MeV et J = 1- ou 2- pour le niveau de 1,67 MeV. Une distribution angulaire
du rayonnement y de 0,95 MeV a été étudiée d’autre part dans la réaction I1B(d, p)12B à une énergie de bombardement de 0,8 MeV [4]. Elle
conduit à exclure la valeur 0+ pour le moment
angulaire et la parité du niveau de 0,95 MeV de
12B. .
Étant donné que peu d’informations sont con- nues sur ce noyau impair-impair de spin isotopique
T = 1, nous avons pensé qu’il serait intéressant de
reprendre son étude par la même réaction
I1B(d, p)12B. Des distributions angulaires de pro- tons aboutissant au niveau fondamental ainsi
qu’aux deux premiers niveaux excités de 12B ont
été mesurées mais à une énergie différente de celle
du seul travail précédemment rapporté [3]. D’autre part, en vue de préciser la valeur du moment angu- laire du niveau de 0,95 MeV, nous avons entrepris
d’étudier la corrélation angulaire p-y passant par
ce niveau.
L’énergie de bombardement de 5,5 MeV des deu-
térons à été fournie par l’accélérateur Van de Graafl du C. R. N. Après plusieurs essais avec di-
verses cibles de bore et divers supports, nous avons
finalement utilisé une cible de bore naturel faisant
approximativement 500 ug/cm2 sur support d’or ’ ·
de 200 ug/cm2 . Les circuits électroniques étaient analogues à ceux déjà décrits précédemment [5] ;
en particulier le circuit de coïncidences du type lent-rapide avait un temps de résolution
2T = 8.10-9 sec. Pour détecter les protons, nous
avons utilisé un scintillateur plastique type NE 102,
de 0,8 mi d’épaisseur et 10 mm dé diamètre que
nous avons monté directement avec de la graisse de
silicone sur un photomultiplicateur RACA 6342 A.
Les rayonnements y ont été détectés à l’aide d’un cristal de NqI(Ti) de 2" x 2" monté sur un photo- multiplicateur identique au précédent.
II. Résultats et interprétation. - Les distri-
butions angulaires ont été mesurées de 10° à 150°
pour le groupe de protons aboutissant au niveau fondamental et de 10° à 90° pour les proton allant
aux deux premiers niveaux excités. Dans les deux derniers cas, nous ne pouvions éviter au delà de 90°
que les deutérons diffusés sur le support d’or
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010057300
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FIG. 1. - Distributions angulaires des protons de la réaction IlB(dp)12B, Ed = 5,5 MeV. Courbes théoriques de
Butter : ro = 4,5.10-13 cm.
a) Niveau fondamental b) Niveau de 0,95 MeV c) Niveau de 1,67 MeV.
viennent se placer dans la région des pics de protons. Les résultats de nos mesures sont donnés par la figure 1. Nous les avons interprétés par la théorie simplifiée du stripping de Butler [6]. L’ana- lyse conduit à attribuer les valeurs 1,, = 1 au mo-
ment angulaire orbital du neutron capturé relatif
au niveau fondamental ainsi qu’au niveau de 0,95 MeV et ln - 0 à celui relatif au niveau de
1,67 MeV. Les courbes théoriques des distributions
angulaires ont été calculées en utilisant comme
rayon d’interaction ro - 4,5.10-13 cm. Dans le
cas de la figure 1(c), il ne nous a pas été possible de
faire correspondre la courbe théorique 1. = 1 avec
les points expérimentaux même en utilisant un
autre rayon d’interaction. Nous confirmons ainsi que le niveau fondamental ainsi que le niveau de
, 0,95 MeV de 12B sont de parité positive et ont
comme moment angulaire J 3 et que le niveau de 1,67 MeV est de parité négative et a comme
moment angulaire J T 1 ou 2.
Pour l’étude de la corrélation angulaire p-y, par le niveau de 0,95 MeV, dans le plan d-p, nous
avons placé le détecteur protons.au maximum de la distribution angulaire, c’est-à-dire à 0, = 200 - figure 1(b) -. La méthode des moindres carrés [7]
appliquée à nos points expérimentaux (fig. 2) donne l’expression suivante pour la corrélation angulaire
L’atténuation due aux corrections géométriques,
ainsi que les erreurs sur la définition des angles et
sur l’ouverture angulaire du faisceau sont très
faibles et négligeables vis-à-vis des erreurs statis- tiques. Ainsi n’en avons nous pas tenu compte.
Nous avons appliqué la théorie des corrélations
angulaires de stripping [8] pour extraire des don- nées expérimentales les différentes valeurs possibles
du moment angulaire de ce niveau. La corrélation
angulaire expérimentale n’étant pas isotrope, les
seules valeurs possibles pour ce moment angulaire
sont 1, 2 ou 3.
Pour les valeurs J = 1 + et 2+, le rayonnement y
de 0,95 MeV peut être un mélange de rayon
nement Mi (amplitude 1) et E2 (amplitude 8). Si
FIG. 2. - Corrélation angulaire p-y dans le plan d-p
pour le niveau de 0,95 MeV, à Ed = 5,5 MeV.
on suppose que le moment angulaire total du neu-
tron capturé est i. =1/2 aucune valeur de 8 n’est
compatible avec l’expérience. Pour jn = 3/2 et
J =1 + les seules valeurs théoriques en accord avec l’expérience sont :
et si J = 2+, aucune valeur de 8 ne convient.
Enfin si l’on considère que, pour le neutron cap-
turé, il y a un mélange d’onde pl/2 (amplitude 1)
et d’onde p3l, (amplitude t), et que l’on suppose un
rayonnement y pur, aucune valeur de t ne con-
vient dans le cas J = 1+ alors que dans le cas
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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
[1] BUECHNER (W. W.), VAN PATTER (D. M.), STRAIT (E. N.) et SPERDUTO (A.), Phys. Rev., 1950, 79, 262.
[2] ELKIND (Mortimer M.), Phys. Rev., 1953, 92,127.
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[4] KONDAIAH (E.) et BADRINATHAN (C.), Nucl. Physics, 1960, 15, 254.
[5] GORODETZKY (S.), CROISSIAUX (M.), GALLMANN (A.),
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Nucl. Physics, 1960, 18, 286.
[6] BUTLER (S. T.), Proc. Roy. Soc., London,1951, 208 A,
559.
[7] ROSE (M. E.), Phys. Rev., 1953, 91, 610.
[8] SATCHLER (G. R.), Proc. Phys. Soc., 1953, A 66, 1081.
[9] INGLIS (D. R.), Rev. Mod. Physics, 1953, 25, 390.
[10] KURATH (D.), Phys. Rev., 1956, 101, 216.
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
