Corrélation angulaire béta-gamma à la résonance : 85Kr et 76As

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Submitted on 1 Jan 1960

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Corrélation angulaire béta-gamma à la résonance : 85Kr et 76As

Maurice Spighel

To cite this version:

Maurice Spighel. Corrélation angulaire béta-gamma à la résonance : 85Kr et 76As. J. Phys. Radium,

1960, 21 (5), pp.449-450. �10.1051/jphysrad:01960002105044900�. �jpa-00236303�

449.

CORRÉLATION ANGULAIRE BÉTA-GAMMA ^A LA RÉSONANCE : 85Kr ET 76As Par MAURICE SPIGHEL,

Laboratoire de Physique Nucléaire, ^{Faculté des} Sciences, Orsay.

Résumé.

Les méthodes de gamma diffusé par résonance ^et de coïncidences retardées _per- mettent de fixer la période du niveau de 150 keV du 85Rb ^à T1/2

(5.5 ± 2.5) ^{10-10 s. Nous}

montrons l’existence de gamma de ⁵⁶⁰ keV de 76Se diffusés ^à la résonance

coïncidence

les bêta de 76As. La corrélation angulaire ^observée

permet de faire le choix du type d’interaction que suivant certaines hypothèses. Nous examinons les possibilités de cette méthode à la lumière des expériences ^récentes.

Abstract.

The 150 keV 1 evel of 85Rb has been measured using the method of scattered _03B3

resonance and delayed coincidences. The half-live is T1/2

(5.5 ± 2.5) ^10-10

^{The 560 keV}

resonance scattered _03B3 from 76Se has been found, ^with the 03B2 ^{of 76As. It is} possible, ^to choose bet-

ween some

hypotheses ^the type ^of interaction with the observed angular correlation. The diffe- rent possibilities ^are examined in the light ^{of recent} experimental ^results.

LE JOURNAL DE

PHYSIQUE

^RADIUM

21,

1960,

Nous avons examiné dans un article précédent [1]

les conditions requises pour ^une expérience ^{de cor-}

rélation angulaire p-y à la résonance. Cette nou-

velle méthode a l’intérêt de pouvoir ^{montrer le} type d’interaction responsable ^{de la} radioactivité B.

I. Krypton ^85.

^Le krypton ^{85 de} période 4,4 ^heures présente ^une transition g permise ^de type Gamow-Teller _{pur de} 0,83 ^{MeV suivi d’un} y de 0,150 ^MeV. Le coefficient de conversion étant de 4. 10-2, ^ce y est ^un Ml pur dont la période pour- rait être de quelques ^{10-11 sec.} Cet émetteur était donc a priori ^favorable pour ^une telle expérience.

Par différence de diffusion à 1100 surduCl Rb (1)

et sur du Cl2Sr, nous avons observé la diffusion _par résonance du _y de 0,150 ^{MeV sur le Rubidium. La} largeur ^{de raie} d’origine thermique ^{à la} tempé-

rature ambiante est du même ordre de grandeur que le déplacement d’énergie nécessaire pour porter ^ce y à l’énergie de résonance. En utilisant la formule (4’)

de la publication [1], intégrée ^{sous tous les} angles

et pour ^tout le .spectre B, ^en faisant arbitraire- ment

0 comme première approximation, ^nous

en déduisons la valeur

Nous n’avons pu observer, ensuite, la coïnci- dence p-y ^diffusée par résonance, ^{car dans notre}

dispositif expérimental ^{le taux de} coïncidence es-

compté ^{était de l’ordre de} 10-7 ; la queue du pic compton diffusé à 11Uo était encore assez impor-

tante en coïncidence’ _pour masquer ^{la raie de}

0,150 ^MeV dú Y diffusé par ^résonance.

Pour préciser ^{la vie du niveau de 0,150 MeV}

du 85Kr, ^{nous avons fait} des coïncidences diffé- rées B-y. ^La pente de la courbe de coïncidence donne une vie T1/2 ^{8.10-1° s. Le} déplace-

(i) Nous remercions la maison Prolabo de bien avoir voulu nous prêter ¹⁰⁰ grammes de CIRb.

ment du centre de gravité ^{de cette courbe} donne T1l2 =(7+3) ^{10-10 s.} De l’ensemble de ces mesures la période peut ^{être fixée à}

Pour un M1 pur d’après le modèle de la particule indépendante [2], T112 théorique == 3,7. 10-12 ^s.

La valeur expérimentale indique que l’interdiction du Ml ^{est de l’ordre de 150. Si} ip.1 ^{est le moment} magnétique dipolaire ^{de la} transition, )u[2 expéri-

mental est égal ^à 0,052. D’après les valeurs habi- tuelles de M1 interdits dans les _noyaux de Z im-

pair [3], ^{cette valeur de} 112 semble forte.

Il. Arsenic 76.

La source est mise sous forme gazeuse ^en fabriquant ^{la molécule As} H3 utilisée

sous moins de 8 cm Hg ^de pression. Une molécule telle que As H3 ^{est encore} utilisable _{pour des} expé-

riences de recul car la masse H3 perturbatrice ^est

faible devant la masse du noyau de recul As. La vie du niveau de 0,560 ^{MeV de 10-11 s est assez} faible ; l’énergie ^du y est suffisante _pour ne pas être gêné par ^le pic compton ^{à 110° comme dans}

le cas précédent.

Sur le cristal d’anthracène de 2 mm d’épaisseur

il n’y ^a que les B ^de 2,40 ^{MeV à} 1,70 ^MeV qui ^soient comptés ^en coïncidence, ^{un écran} d’aluminium de 0,72 g/CM2 ^arrêtant les B d’énergie ^inférieure

à 1,70 ^{MeV. Dans la} géométrie employée, ^2.105

coups ^sont comptés par seconde ^sur le cristal B,

mesurés après décroissance. Dans ces conditions il _y a une coïncidence vraie toutes les 20 minutes

avec les _y diffusés par le sélénium dans la bande

d’énergie ^des y correspondant ^au pic photo-élec- trique ^{de 560 keV. Les} coïncidences fortuites observées avec un diffuseur d’arsenic ont à peu près

la même valeur. Pour observer 200 coïncidences,

dont 100 vraies, ^avec le diffuseur de sélénium et 100 coïncidences avec le diffuseur d’arsenic, ^il

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105044900

450

faut donc 70 heures de travail. La précision ^ob-

tenue est de 25 %. ^{Le taux} de coïncidences vraies est de 0,5. 10-8 ^{dans notre} géométrie correspondant

à une vie du niveau excité de 560 keV de 0,5 ^à

2.10-11 s.

Dans ces conditions pour s’assurer de la réalité du phénomène ^de coïncidences B-y diffusé par

résonance, ^d’une part nous avons observé la répar-

tition sur un multicanaux de ,la différence des

FIG. 1.

spectres y diffusés par le sélénium ^et l’arsenic,

d’autre part nous nous sommes assuré de la dispa-

r*tion du phénomène lorsque ^{la source} radioactive n’était plus ^sous forme gazeuse.

En supposant ^une corrélation angulaire ^bêta-

neutrino de la forme 1 + À. vie. cos 0, la corrélation à observer dans le cas de ’sAs avec les limites étroites d’énergies’ prises près ^de l’énergie ^maxi-

mum des g, ^est influencée plus par les conditions

aux limites q >, JE + cos e VW2 - 11 liées ^{aux lois}

de conservation de l’énergie ^{et de la} quantité ^de

mouvement que par le paramètre ^{nucléaire oc. C’est}

ce que ^montre la figure 1, ^{où les} variations de la corrélation avec

[1] ^sont faibles devant l’impréci-

sion que l’on peut ^{obtenir avec de tels taux de}

coïncidences. En tenant compte ^{de la} valeur finie des angles ^{solides, la} corrélation angulaire

réelle donne tc( 117°)/tc( 102°)

0,45 0,20. ^La

valeur de

correspondante ^est

= 0,9 ; ^d’où -0,2 x 1.

Bien _que le _y de 560 keV soit un E2 pur, l’inter-

prétation du résultat nécessite des hypothèses ^sim- plificatrices ^{car la} transition B, 2- 2+, ^{est interdite}

du 1er ordre. Le nombre d’éléments de matrice

pouvant ^{entrer en} jeu ^est grand. ^Le log (ft) ^{de la}

transition est de 8 ; ^la corrélation angulaire B-y

est faible, ^{de l’ordre de 7 à 9} % ; ^le spectre ^{a une}

forme voisine de la forme permise : ^on peut suppo-

ser qu’une grande part de la transition est due à des éléments de matrice correspondant ^{à AJ}

^{0. Les}

éléments de matrice responsables de la transi- tion AJ

0 se divisent en deux groupes, l’un dit des transitions relativistes, ^{l’autre dit des effets}

retardés. Si le second groupe intervient, le pro- blème devient inextricable, car les fonctions de cor-

rélation bêta-neutrino deviennent d’une forme toute autre que celle supposée dans les calculs de l’expérience.

Dans le cas des transitions relativistes AJ

0

avec changement ^de parité, ^{la valeur de a corres-} pondant ^à l’interaction

vecteur axial » ^est + ^1.

Notre résultat est alors compatible ^{avec la} présence prédominante de l’interaction A, bien que la série

d’hypothèses qu’il ^faille employer pour arriver à

ce résultat soit bien grand.

L’expérience ^{sur le 23Ne} [4] conduit aussi à des résultats n’apportant pas ^une preuve certaine de l’interaction A, ^{car ceux-ci} dépendent trop ^dans

ce cas du mélange .E2, M1 ^{mal connu} de la transi- tion de 436 keV. La précision obtenue n’est pas suffisante.

Ce type d’expérience ^n’a donc pas apporté jus- qu’ici de résultats sûrs pour le type d’interaction

responsable de la radioactivité B. ^{Le cas favorable}

à étudier reste le 2°F ; la transition est G. T pure, le y ^{est un} E2 pur ^et la vie du niveau de 1,632 ^MeV

est suffisamment courte, ^{5.10-13 sec.} Mais, ^outre

la difficulté de la période ^{courte de 11 sec du} 2°F, ^le

diffuseur doit être du néon liquide.

Ce travail a été réalisé au laboratoire de Syn-

thèse Atomique d’Ivry.

Notes ajoutées ^{à la} correction des épreuves. - ^{10 Nous}

avons depuis étendu la théorie des corrélations angulaires B - y à la résonance,

^{cas de} transitions P ^interdites du _1er ordre à forme de spectre presque permis ; ^à partir

de la détermination par Pipkin ^et Culvahouse (Phys. Rev., 1958, 109, 1423) ^du rapport (AL

0/AL= 1)

^{2,5 dans}

la transition (3, l’interprétation ^{de notre résultat}

^’6As

n’est plus ^{ambiguë ;}

déduit xS,T - 0,3 ^et aV,A > + 0,3 :

notre résultat exclut donc l’interaction S, ^{T et est} compatible

avec V, ^A.

2° Notre

de période du niveau de 150 keV du 85Rb est

accord

indiquées près,

^le résultat de Burgov, ^{Davidoff et} Kotashov, ^J. Exptl. ^Theor.

Phys. (USSR), 1959, 36, ^1946.

BIBLIOGRAPHIE

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