ANALYSE DE LA RÉACTION 12C(p, α)9B* A 75 MeV

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Submitted on 1 Jan 1975

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ANALYSE DE LA RÉACTION 12C(p, α)9B* A 75 MeV

T. Delbar, G. Grégoire, J. Lega, P. Wastyn

To cite this version:

T. Delbar, G. Grégoire, J. Lega, P. Wastyn. ANALYSE DE LA RÉACTION 12C(p, α)9B* A 75 MeV. Journal de Physique Colloques, 1975, 36 (C5), pp.C5-113-C5-115. �10.1051/jphyscol:1975527�.

�jpa-00216382�

JOURNAL DE PHYSIQUE

Colloque C5, supplément au n° 11, Tome 36, Novembre 1975, page C5-113

ANALYSE DE LA RÉACTION

C(p,a)

B* A 75 MeV

T. DELBAR (*), G. GRÉGOIRE, J. LEGA (**) et P. WASTYN Institut de Physique Corpusculaire,

Chemin du Cyclotron 2, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgique

Résumé. — La réaction

C(p, a)

B* a été étudiée dans le cadre de l'approximation de Born de portée nulle. Dans le cas d'ondes planes, les prédictions théoriques ne reproduisent que la position des premiers minima de la section efficace différentielle. Un accord raisonnable a cependant été

obtenu en utilisant la théorie des ondes distordues.

Abstract. — The

C(p, a)

B* reaction was studied in the frame of the zéro range Born approxi- mation. In the case of plane waves, theoretical prédictions do not reproduce the first maxima of the differential cross section. Nevertheless, a reasonable agreement was obtained by using the dis- torded waves theory.

1. Introduction. — La réaction

C(p, a)

B* a déjà est donné da.ns la figure 1. La distribution angulaire été étudiée jusqu'à une énergie de 45 MeV [1], [2], a été mesurée entre 18° et 168° dans le système du [3], [4]. Au-delà de 28 MeV, ces études mettent en centre de masse,

évidence une remontée de sections efficaces aux grands

angles, expliquée par un mécanisme du genre heavy- 3. Analyse en ondes planes. — L'usage d'ondes particle knock oui. Dans le cadre d'une étude de la planes n'est pas justifié pour une interprétation quanti-

structure en amas du noyau carbone-12, nous avons tative des résultats. Son principal avantage réside essayé d'interpréter nos résultats à l'aide de l'approxi- cependant dans la simplification des calculs et l'obten- mation de Born en ondes planes (PWBA), et en ondes tion rapide de prédictions qualitatives,

distordues (DWBA). Nous avons supposé qu'à une Si le mécanisme de pick-up A + (BC) -> (AB) + C énergie de 75 MeV, la réaction procède par interac- est dominant, on peut supposer que le noyau cible tion directe comme l'indique l'allure générale des carbone 12 est formé de 2 entités sans structure : un

résultats. noyau tritium (B) et le noyau final

B(C).

L'amplitude de diffusion est alors proportionnelle 75 MeV produits au cyclotron isochrone de Louvain- au recouvrement des fonctions d'ondes du proton la-Neuve sont diffusés par une cible de noyaux

C incident (A) et de la particule alpha (AB), c'est-à-dire de 1 mg/cm

d'épaisseur. Les particules issues des

réactions nucléaires sont identifiées au moyen d'un „, \ _ f °° 2 , , . , télescope composé d'une jonction AE (300 u), d'une

~ J

n dr jonction E (2 000 u) et d'une jonction rejet (1 000 u).

Le système d'identification est de type goulding. La , .

résolution totale en énergie est de 700 keV. Elle est

due en majeure partie à la définition en énergie du

r, E l'^s Mev

faisceau et à la résolution intrinsèque de l'identifica- y<

teur. Elle permet néanmoins de séparer le niveau ;

n.

fondamental (|~) du premier niveau excité (§~) 44 4 • %

, ;.

( £ „

. = - 2 , 3 6 MeV) U '• %^ "J" j

du noyau final. Les spectres montrent très clairement o \:.,.

":

; l '•}•

la présence de niveaux très larges (AE > 1,5 MeV) ° "''H;:... j\.j

: \ i que nous n'analysons pas ici. Un exemple de spectre ; '' v.-/\/ ° '• ;• .' '.

76 - j ' \f\j\

(*) Stagiaire du Fonds National de la Recherche Scientifique, L ^ i

Belgique. CANAUX (**) Chercheur Agréé de l'Institut Interuniversitaire des Sciences *"

Nucléaires, Belgique. FIG. 1. - Spectre d'excitation de la réaction l 2C(p, a)9B.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1975527

où uAB(r) est la fonction d'onde de la particule alpha.

Nous avons choisi pour une fonction de gauss de portée b

uAB(r)

2 7c-1/4b-3 exp (

- 26.).

Si W est le facteur de pénétrabilité, dépendant d'un rayon de coupure R,, et si v2 exprime la probabilité de trouver le noyau carbone 12 sous la forme t + ^9B,

on peut écrire la relation suivante (réf. [6])

où 0 est le coefficient de parenté fractionnelle.

Toutes les informations microscopiques y sont contenues dans les facteurs e2 et v2, ce dernier-dépen- dant de la structure interne du noyau cible.

Après avoir recherché les meilleures valeurs des paramètres &, b et Oz, nous avons ajouté la contribu- tion d'un mécanisme de heavy-particle knock out et le résultat obtenu est présenté dans la figure 2, le coefficient réel a permettant de pondérer l'importance relative des deux processus. Les valeurs calculées ne reproduisant pas les résultats expérimentaux de manière valable, une analyse en ondes distordues a été entreprise.

4. Analyse en ondes distordues. - Contrairement au cas précédent, ies interactions dans le noyau ne sont plus réduites

de simples facteurs. Toutefois, il ne faut pas espérer des résultats parfaits car il n'existe pas

ce jour de théorie adéquate pour le transfert

Ep= 7 5 MeV

Etat fondamental 9 ~ ( 3 / i ) - F i t P W B A

R C = 2,L3 l m b = i , O S f m

@ 2 = 0.36 L -0.7

f

IO-'$

102

1 . I . t . I . I I I . ,

i 0 30 50 70 90 110 130 0

FIG. 2. - Distribution angulaire de la réaction 12C(p, a)'B pour l'état fondamental du noyau 'B. La courbe continue représente un ajustement en ondes planes auquel a été ajoutée la contribution d'un mécanisme de heavy-particle kmck out. Les paramètres utilisés

sont indiqués sur la figure.

de trois particules. De plus, vu la stabilité de la parti- cule alpha, les phénomènes d'échange ne sont pas négligeables. Nous n'avons analysé que le mécanisme de transfert d'un triton, a + ^A

^b + B, en utili- sant le programme Dwuck (réf. [7]). Dans ce cas, la section efficace est donnée par la relation (réf. [8])

Cl ^Aisj I 2 C I ^l2

s l j ' m

où A,, est un facteur spectroscopique et est une intégrale de recouvrement définie par

où est un facteur de forme exprimant la dépen- dance radiale de l'interaction.

L'analyse a été faite à l'approximation de portée nulle. La difficulté réside dans le choix du potentiel optique qui définit les fonctions d'onde 5 . Sans les valeurs des paramètres de ce potentiel à 75 MeV, il nous est assez difficile de juger la valeur des informa- tions contenues dans A,, et &:, les erreurs sur les unes influant sur les autres.

Le potentiel optique utilisé est de type Wood- Saxon, c'est-à-dire

où Vc est le potentiel coulombien dû à une sphère uniformément chargée de rayon Rc A et

Dans une première étape, nous avons choisi les para- mètres de la voie d'entrée en extrapolant

75 MeV les résultats de Fricke (réf. [9]) valables entre 30 et 60 MeV.

Nous avons alors cherché l'accord avec l'expérience en faisant varier les paramètres de l'état final. Les paramètres a-Bore 9 retenus dans ce cas sont

Vo

65,9 MeV ; Ro

R

1,55 fm W

36,O MeV; a ,

a'= 0,66 fm les autres paramétres étant nuls.

Dans l'espoir d'un meilleur accord entre théorie et

expérience, nous avons ensuite cherché d'autres

ANALYSE DE LA RÉACTION lZC(p, CX)~B* A 75 MeV C5-115

ensembles de paramètres et le meilleur résultat est reproduit sur la figure 3. Les valeurs correspondantes des paramètres sont alors

-

Pour l'état initial proton~carbone 12

Vo

34,4MeV; Ro

1,16fm; a,

0,75fm W

7,95 MeV; R

1,37 fm ; a

0,23 fm W,

0,45 MeV; RD

1,37 fm; a,

0,14 fm V,

6,04 MeV

Rs

1,06 fm

a,

0,78 fm .

-

Pour l'état final alpha-bore 9

La normalisation de ces résultats théoriques aux données expérimentales a été effectuée en les faisant coïncider aux petits angles. L'accord avec les résultats est honnête eu égard aux hypothèses sous-jacentes.

Toutefois nous ne pourrons en retirer des renseigne- ments quantitatifs puisque la valeur / A,, l 2

^1,56

est fonction du coefficient de normalisation qui vaut 8,39 x Il faudrait en outre pouvoir s'assurer que seuls les mécanismes introduits ici sont présents.

Nous qe rejetons pas toutefois l'hypothèse d'une particule alpha préformée dans le carbone 12. A

( z ) ~ . ~ . ( n ~ / s t e r ~ 1 2 q p , , , ) 9 8 Ep = 75 MeV

E!at iondarnenial 9~ ( 3 1 2 - ) -Fit DWBA

FIG. 3. -Distribution angulaire de la réaction 12C(p, o1)'B pour l'état fondamental du noyau 'B. La courbe continue représente un ajustement en ondes distordues. Les paramètres utilisés sont indi-

qués dans le texte.

cause de la normalisation il est donc difficile de donner une valeur absolue du facteur spectroscopique. Néan- moins

la section efficace reproduit bien l'allure jusqu'à 80° et nous pouvons affirmer qu'il y a très bon accord entre théorie et expérience dans ce domaine angulaire.

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