Étude de réactions (n, n' γ) à l'aide d'un détecteur Ge (Li )

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Submitted on 1 Jan 1969

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Étude de réactions (n, n’ γ) à l’aide d’un détecteur Ge

(Li )

G. Klotz, G. Walter

To cite this version:

271.

ÉTUDE

DE

RÉACTIONS

_{(n, n’ 03B3)}

A

L’AIDE D’UN

_DÉTECTEUR

_{Ge (Li )}

G. KLOTZ et G.

_WALTER,

Centre de Recherches Nucléaires,

Strasbourg-Cronenbourg.

Résumé. - Un

_{spectromètre}

_03B3 de haute résolution utilisant un détecteur

_Ge(Li)

et destiné à l’étude de la diffusion

_inélastique

de neutrons de 14,5 MeV est décrit. Des résultats

prélimi-naires relatifs à une

_expérience

sur 31P sont

_présentés.

Abstract. - A

high

resolution 03B3-ray

spectrometer

using

a

_{Ge (Li)}

detector for

(n, n’ 03B3)

measurements at 14.5 MeV

_bombarding

energy, is described. Preliminary results for the

31P(n,

n’ 03B3)31p

reaction are

_reported.

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUÉE TOME 4, JUIX 1969,

L’avènement des détecteurs à semiconducteurs

Ge(Li)

a

_provoqué

une évolution dans l’étude des

réactions

_{(n, n’y),}

à l’aide de la

_{spectrométrie}

des

rayons y émis par les noyaux résiduels. Les

techniques

antérieures,

fondées sur l’utilisation des scintillateurs

NaI (Tl),

donnaient une résolution en

_énergie

_trop

faible pour déterminer la contribution de tous les

niveaux en

particulier

dans le cas de _{noyaux de}

nom-bres de masse A > 20. Les

_{possibilités d’investigation}

présentées

par la

spectrométrie

de neutrons _par

temps-de-vol sont limitées _pour les mêmes raisons

_[1].

Les

_compteurs

_Ge(Li)

_permettent

une mesure

plus

précise

des sections efficaces de

_production

_{de rayons y}

et de leur distribution

_angulaire.

Peu de travaux

utili-sant cette nouvelle

_technique

ont été

_publiés

_[2,

_3].

Ils concernent des

_expériences

de diffusion

_inélastique

pour des neutrons

_{d’énergies comprises}

entre 3 et

8 MeV. Le

_dispositif

_que nous

présentons

a été réalisé

pour mesurer les sections efficaces de

_production

de

rayonnements y émis par des noyaux excités même

dans des états

_{rapprochés (écart >}

20

_keV).

1.

Dispositif

expérimental

(fig.

1).

- Le diffuseur

(100

à 200

_cm3)

est

_exposé

au bombardement de

neu-trons issus de la réaction

_T(d,

_{n) oc.}

La détection de la

_particule

associée sert à définir l’instant d’émission

et la direction des neutrons

_susceptibles

de diffuser

sur _{les noyaux de} l’échantillon. Ce dernier est situé à

_1,50

m de la cible et à une dizaine de centimètres

de la diode

_{Ge(Li) (60 cm3).}

Cette distance réduite

ne

_{permet pas la}

discrimination _{n-y par} mesure de

temps-de-vol

entre le diffuseur et le détecteur. L’ef~-cacité de détection de celui-ci et

_{l’épaisseur}

_importante

du

_blindage

nécessaire

_exigent

une telle

_disposition.

La

_{spectrométrie}

du

_rayonnement

_y se fait à l’aide

d’une chaîne

_{d’amplification}

linéaire à faible bruit associée à un sélecteur

d’amplitude (4 000

canaux).

L’analyse

des

_impulsions

est subordonnée à

l’enregis-trement d’une coïncidence retardée entre la détection

FIG. 1. - Schéma du

dispositif

expérimental

utilisé _{pour l’étude} de réactions

_{(n, ri Y) ~}

d’une

_{particule «}

_{(scintillateur}

plastique

_couplé

à un

tube XP

₁₀₂₁₎

et celle d’un

événement

au _{sein de la}

diode

_Ge(Li).

Nous avons atteint une

_résolution

en

temps

égale

à 5 ns _{pour des}

énergies

de

_photons

comprises

entre

_0,5

et 10 MeV.

Un

_important

_blindage

de

l’ensemble

diffuseur-détecteur a

_permis

de réduire le nombre

_{d’impulsions}

fortuites

_(environ

20

_%

des

_{signaux analysés).}

Le détecteur

_Ge(Li),

solidaire d’une

_plaque

de fer cir-culaire mobile sur un chemin de

roulement,

_peut

subir un mouvement de rotation autour de l’axe du diffuseur. Ce

_montage

rend

_possibles

des mesures de distributions

_angulaires

entre 200 et 1600.

La durée d’une

_expérience,

à un

angle

déterminé,

s’étale sur environ 100 heures

_pendant

lesquelles

on

enregistre

la détection de 101°

_particules

« _pour

quel-ques centaines de milliers d’interactions au sein du

diffuseur.

272

FIG. 2. -

Spectre

du

_rayonnement

_y émis à 900 _par un diffuseur de 31P bombardé _par des neutrons de _14,5 MeV.

II. Résultats. - Nous _avons obtenu _une série de

spectres

concernant la diffusion

_inélastique

de neutrons

de

_14,5

MeV _{par les} éléments suivants :

_Mg,

_P,

S et Cl.

Le

_spectre

relatif à 31P est donné à titre

_d’exemple

( fig. 2).

Il rend

_compte

d’un nombre

_important

de

transitions faisant intervenir des niveaux

_jusqu’à

4 635 keV. Plusieurs raies ont _{pu être} attribuées à la

désexcitation des _{noyaux de} recul des réactions

_{(n, p)}

et

_{(n, oc)}

dans le diffuseur. La différence de section efficace de

_production

observée _{pour les}

_rayonnements

de 1 266 keV et de 2 234 keV est en accord avec les

valeurs des

_paramètres

de déformation

_{nucléaire ~2}

déduites des travaux de

_Levesque

_[4].

Par suite de la

résolution insuffisante des

_{spectromètres}

de

temps-de-vol de neutrons

_diffusés,

Stelson

_[1]

_{n’avait pas pu} déterminer le coefficient

_{~2 partiel}

relatif à l’état

_3/2+

(1 266 keV).

Dans tous les

_spectres,

nous observons en outre une

distribution continue similaire à celle trouvée _par Roturier

_[5]

à l’aide d’un scintillateur

_INa(Tl)

et

attribuée _par cet auteur à la désexcitation _{du noyau}

composé.

BIBLIOGRAPHIE

[1]

STELSON

(P. H.) et

al., Nucl.

Phys.,

1965, 68, 97.

[2]

MORGAN

(I.

L,.),

Texas N.C.

_Report

ORO-2791-19,

1967.

[3]

McELLISTREM

_(M.

_{T.) et}

al., Bull. Am.

_Phys.

_Soc.,

1967, 12, 1186.

[4] LEVESQUE

(R.

J. A.)

et al.,

Phys.

Rev., 1963, 132, 1205.