HAL Id: jpa-00236535
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236535
Submitted on 1 Jan 1961
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
Anomalie du spectre β de 32P
P. Depommier, M. Chabre
To cite this version:
P. Depommier, M. Chabre. Anomalie du spectreβde 32P. J. Phys. Radium, 1961, 22 (10), pp.656-659.
�10.1051/jphysrad:019610022010065601�. �jpa-00236535�
ÉTUDE DU SPECTRE DES ÉLECTRONS DE BASSE ÉNERGIE ÉMIS EN COINCIDENCE AVEC LE RAYONNEMENT 03B2
par MAURICE SPIGHEL et FRANCIS SUZOR Faculté des Sciences, Orsay.
Résumé. - Le spectre des électrons de basse énergie (1 à 10 keV) émis en coïncidence avec le rayonnement 03B2 est étudié en fonction de l’énergie E de ce dernier. Contrairement à la théorie de
l’autoïonisation, l’expérience montre que la probabilité d’association est une fonction décroissante de E/E0 (E0 étant l’énergie maximum du spectre 03B2), fonction grossièrement semblable dans les
trois radioéléments étudiés ; l’émission de ces électrons est donc directement liée à la désintégration
bêta. ’
Abstract. 2014 The low energy electron spectrum (1 to 10 keV) emitted in coïncidence with 03B2
rays is studied in relation to the energy E of the latter. In contradiction to the autoionisation
theory, the expérimental results show that the association probability is a decreasing function
of E/E0 (E0 being the maximum energy of the 03B2 spectrum) ; this function is roughly
similar
inthe three radioelements studied ; the emission of these électrons is therefore directly correlated
with 03B2 decay.
PHYSIQUE 22, 1961,
ANOMALIE DU SPECTRE 03B2 DE 32P
. par P. DEPOMMIER et M. CHABRE
Laboratoire de Physique Nucléaire, Université et Centre d’Études Nucléaires de Grenoble.
Résumé. 2014 Le spectre 03B2 de 32P a été mesuré au moyen d’un spectromètre à image intermé-
diaire. Le facteur de correction décroît à peu près linéairement de 8 % entre 250 et 1 600 keV.
En considérant la transition comme l-interdite, on peut interpréter ce résultat au moyen d’une interaction V-1,21 A. La présence d’une interaction pseudoscalaire importante est douteuse.
Aucune conclusion ne peut être tirée sur la validité de la théorie du courant vectoriel conservé.
Comme test du spectromètre, nous avons étudié le spectre 03B2 de 24Na et trouvé la forme permise
à 0,5 % entre 300 keV et 1 300 keV.
Abstract. 2014 The 03B2 spectrum of 32P has been measured, using an intermediate image spectro-
meter. The shape factor is nearly linear, decreasing by 8 % between 250 and 1 600 keV. If the transition is considered as l-forbidden, a V-1,21 A interaction seems sufficient to interpret
the data. An important contribution from the pseudoscalar interaction is dubious. No con-
clusion can be drawn concerning the conserved vector current theory.
As a test of the spectrometer, we have measured the 03B2 spectrum of 24Na, and found the allowed shape within 0.5 % between 300 and 1 300 keV.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961, PAGE 656.
Introduction. - La transition 32p --> 32S
(àI =1+) est permise par la règle de sélection de Gamow-Teller. Pourtant, son log f t est
élevé : 7,9. D’autre part, le spectre p diffère sen-
siblement de la forme permise. Mais les résultats
publiés sont en désaccord. Si l’on représente le spectre par la formule
le facteur de correction C(E), égal à Lo pour une
transition permise normale, devrait décrottre à peu
près linéairement de 0,7 % sur l’étendue du spectre
de 32P. Nous résumons ci-dessous les résultats antérieurs
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010065601
657
L’interprétation théorique de ce spectre est
faite généralement en considérant la transition 32p -> 32S comme 1 interdite [6], [7]. On prévoit
ainsi que C est une fonction sensiblement linéaire de E (énergie totale de l’électron), avec a = 0,027
ou a = 0,040 suivant les hypothèses faites sur
les fonctions d’onde nucléaires radiales (respec-
tivement puits carré infini et oscillateur harmo-
nique).
Conditions expérimentales. - a) SPECTROMÈTRE.
Nous avons utilisé un spectromètre magnétique
à image intermédiaire (Siegbahn-Slâtis) [8], [9].
Les diaphragmes étaient ajustés pour donner une résolution de 2,5 % avec une source de 3 mm de diamètre. L’étalonnage était fait au moyen de la raie F du thorium. Dans certains cas, le thorium était déposé par émanation sur la source de 3?P ;
les mesures de spectre étaient faites après décrois-
sance totale du thorium.
b) SOURCES. -- Les sources étaient préparées
à partir de solutions de P04H3 sans entraineur (fournies par Saclay). On opérait par volatilisa- tion sous vide sur feuilles de Formvar aluminisé
(100 (ug/cm2). Les sources obtenues ainsi étaient invisibles.
c) DÉTECTEUR. - Les électrons étaient détectés
au moyen d’un compteur Geiger-Müller rempli
d’un mélange Argon-Alcool à la pression de 60 mm
de mercure. Les paliers obtenus avaient 200 volts
avec une pente inférieure à 1 % par 100 volts.
La stabilité était satisfaisante ; l’impulsion était
contrôlée de façon permanente sur un oscillos-
cope. La fenêtre de Formvar aluminisé (8 mm
de diamètre) coupait à environ 9 keV. Le temps
mort était de 120 ± 10 ti s. Le bruit de fond, bien constant, était de 10 coups/min.
Récemment, nous avons remplacé le comp- teur G-M par un scintillateur (anthracène). Les premières mesures semblent confirmer les résultats obtenus avec le G-M, mais la statistique est encore
insuffisante. Nous avons l’intention d’approfondir
la comparaison entre les deux types de détecteurs.
Mesures. Corrections. - Chaque spectre a été
mesuré avec 30 points (104 coups par point sauf parfois les trois derniers points arrêtés à 5 000
coups). Nous avons utilisé quatre sources et
mesuré deux ou trois spectres avec chacune’
d’elles. Les résultats ont été corrigés des pertes
de comptage (toujours inférieures à 1 %), de la
décroissance (T = 14,3 jours). La fonction de Fermi est donnée par les tables du NBS [10]. Les
corrections d’écran sont négligeables. Les correc-
tions de résolution finie [11] sont partout infé-
rieures à 1,5 %.
Résultats. - Nous portons C(.Ej en fonction de
l’énergie cinétique de l’électron W
Certains auteurs déterminent Wo en extrapo-
lant la « droite » de Kurie. Ceci est contestable si le
diagramme de Kurie n’est pas linéaire, même si
l’on ne considère que les points d’énergie supérieure
à une certaine valeur (3/4 Wo par exemple). Cette
méthode a tendance à favoriser les déviations de
la forme 1 + b/E..
Le facteur de correction C(E) est très sensible
à la variation de Wo, (fige 1). Comme il est illu-
FIG. 1. - A l’extrémité inférieure droite de la 3e courbe à partir du haut, lire 1708 au lieu de 1700.
soire de prétendre déterminer Wo à mieux que
2 keV près, la détermination de C présente une
certaine ambiguité. Ceci explique que l’on puisse ajuster C à une formule 1 + b/E aussi bien qu’à
1- aE. Mais il reste que la grandeur des dévia-
tions observées varie d’un auteur à l’autre.
Pour Wo =1706 keV, nous obtenons un fac-
teur de correction à peu près linéaire, décroissant de 8 % entre 250 keV et 1 600 keV. Une autre
source (no 2) a donné un résultat semblable, bien
que l’étalonnage soit faux. Porter [1] avait déjà signalé qu’une légère erreur d’étalonnage ne modifie
FIG. 2.
pas le facteur de correction. La figure 2 donne une
idée de la reproductibilité des résultats obtenus
avec les différentes sources.
Spectre de 24Na. - Pour vérifier que les dévia- tions observées pour 32P ne sont pas d’origine ins- trumentale, nous avons étudié le spectre de 24 Na (AI = 0+, Wo =1389 keVj, dont la forme est généralement considérée comme permise [1]. Les
résultats obtenus avec des sources de plus en plus
minces (fig. 3) montrent que les déviations obser- vées pour 24Na sont dues à l’épaisseur des sources
et que, même dans les plus mauvaises conditions,
elles n’affectent pas les énergies supérieures à
350 keV. Grâce à leur activité spécifique élevée,
les sources de 32P étaient beaucoup plus minces
que celles de 24Na.
FIG. 3.
Interprétation théorique. -- On admet généra-
lement [6-7] que les déviations du spectre sont
dues à la règle de sélection (approchée) sur le
moment orbital l. L’élément de matrice principal
x = Mx (ayo) est fortement réduit et les éléments de matrices deux fois interdits peuvent interférer
avec lui. Nous avons repris les calculs en tenant
compte de quelques termes supplémentaires :
10 Les termes contenant les dérivées des fonc- tions d’onde des leptons qui sont introduits par la transformation de Foldy-Wouthuysen. Dans le cas
d’une transition à f t élevé ces termes ne sont pas
négligeables.
20 Les termes deux fois interdits, pas tout à fait négligeables devant les termes d’interférence.
3° Nous avons introduit une interaction pseu- doscalaire « induits » [12], en utilisant le forma- lisme de Rose et Osborn [13].
Les fonctions Ly, M v, etc... sont prises dans les
tables de Rose et coll. [14]. Les éléments de ma-
trices nucléaires interdits ont été calculés comme
dans [6]. L’élément principal a été déduit du ft
de la transition. Les deux possibilités de signe ont
été considérées. Nous présentons (fig. 2) les fac-
teurs de correction obtenus avec différentes hypo-
thèses sur gp, pour un puits carré.
Conclusion. - Une interaction V-1, 21A semble
suffisante pour interpréter qualitativement les
résultats. L’ajustement des points expérimentaux
sur le facteur théorique (puits carré) est sans doute
fortuit. Un puits harmonique donne une pente trop forte. L’introduction de l’interaction pseudo-
scalaire n’apporte pas d’amélioration et on peut exclure une contribution pseudoscalaire impor- tante, ce qui est en désaccord avec les conclusions
659
de Pearson [15]. L’interaction V n’intervient que par des termes correctifs qui influent très peu sur le facteur de forme. Il n’est donc pas possible de
tirer une conclusion quelconque relative à la théo-
rie du courant vectoriel conservé de Gell-Mann,
contrairement à ce qui est affirmé par certains auteurs [16].
Notre interprétation théorique appelle, entre autres, les critiques suivantes :
10 La transformation de Foldy-Wouthuysen est
faite sur la base d’une équation de Dirac pour des
nucléons libres. Il vaudrait mieux utiliser la méthode développée par Alaga et coll. [[17] qui
permet de mieux tenir compte des forces nucléaires mais qui introduit des paramètres arbitraires sup-
plémentaires. ,
2° L’évaluation des éléments de matrice inter- dits est faite à partir’de fonctions d’onde simples
du modèle des couches avec couplage j- j. Il fau-
drait tenir compte d’un mélange de configurations ;
les valeurs obtenues pour les éléments due matrice
sont vraisemblablement surestimées.
BIBLIOGRAPHIE
[1] PORTER (F. T.), WAGNER (F., Jr.) et FREEDMAN (M. S.) Phys. Rev., 1960, 107, 135.
[2] GRAHAM (R. L.), GEIGER (J. S.) et EASTWOOD (T. A.),
Canad. J. Phys., 1958, 36, 1084.
[3] JOHNSON (O. E.), JOHNSON (R. G.) et LANGER (L. M.), Phys. Rev.,1958, 112, 2004.
[4] DANIEL (H.), Nucl. Physics, 1958, 8, 191.
[5] NICHOLS (R. T.), MCADAMS (R. E.) et JENSEN (E. N.), Phys. Rev., 1961, 122, 172.
[6] HENTON (B.) et CARLSON (B. C.), ISC-1006, déc. 1957, [7] IBEN (I., Jr.), Phys. Rev., 1958, 109, 2059.
[8] DEPOMMIER (P.), CHABRE (M.), CRANÇON (J.) et VIA-
LETTES (H.), J. Physique Rad., 1960, 21, 493.
[9] CHABRE (M.), Thèse 3e cycle, Univ. Grenoble, 1960,
no 163.
[10] Tables for the Analysis of Beta Spectra, NBS n°13
1952.
[11] OWEN (G. E.) et PRIMAKOFF (H.), Phys. Rev., 1949, 74, 1406 ; Rev. Sc. Instr., 1950, 21, 447.
[12] GOLDBERGER (M. L.) et TREIMAN (S. B.), Phys. Rev., 1958, 111, 354.
[13] ROSE (M. E.) et OSBORN (R. K.), 1954, 93, 1315.
[14] ROSE (M. E.), PERRY (C. L.) et DISMUKE (N. M.), ORNL, 1953, 1459.
[15] PEARSON (J. M.), à paraître dans Phys. Rev.
[16] BRABEC (V.) et VINDUSKA (M.), Czech. J. Phys., 1960,
B 10, 615.
[17] ALAGA (G.) et JAHSIC (B.), Glasnik Mat. Fiz. Astr., 1957, 12, 31.
ÉTUDE DE LA CASCADE BÉTA-GAMMA DANS LA DÉSEXCITATION DE 86Rb par J. P. DEUTSCH (*), L. GRENACS, J. LEHMANN et P. LIPNIK (*)
Centre de Physique Nucléaire, Université de Louvain, Belgique.
Résumé.2014 On décrit la forme du spectre, et les mesures de corrélation directionnelle 03B2-03B3 sur 86Rb.
Les résultats ne concordent pas avec ceux que donne l’approximation Bij modifiée pour la tran- sition en question.
Abstract. 2014 Spectrum-shape and beta-gamma directional correlation measurements on 86Rb
are described. Results are inconsistent with the applicability of the modified Bij-approxima-
tion to the transition under consideration.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961, PAGE 659.
Introduction. - Environ 10 % des noyaux de 22Rb se désexcite par une cascade béta-gamma
de séquence : (2-) - (2+) - (0+) [1]. La forte
corrélation directionnelle de cette cascade a été
une des premières à être mise en évidence [2] et
on semblait trouver également une déviation du spectre d’énergie de la forme « statistique » [3].
Ces particularités ont suscité de nombreux essais d’interprétation théorique [4], [5], [6] : on s’effor- çait - en particulier - d’expliquer le comporte-
(*) Chercheur agréé de l’I. I. S. N.
ment de la cascade par un nombre réduit d’élé- ments de matrice (« approximation Bij modifiée »).
Les mesures de corrélation directionnelle béta- gamma que nous avons entreprises sur cette cas-
cade ont été motivées par une communication de B. G. Petterson et al. à la réunion de Cleveland 1959 de la Société Américaine de Physique [7] : il y
annonçait une valeur d’anisotropie de loin supé-
rieure (0,38) aux valeurs « classiques » de
M. Deutsch et D. T. Stevenson [2] (0,22). Comme l’interprétation des résultats de corrélation direc- tionnelle nécessite également la connaissance -de la
