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Forme précise des spectres β et rétrodiffusion par les supports de source

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Academic year: 2021

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HAL Id: jpa-00206456

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00206456

Submitted on 1 Jan 1966

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Forme précise des spectres β et rétrodiffusion par les supports de source

P. Liaud, S. André, P. Depommier

To cite this version:

P. Liaud, S. André, P. Depommier. Forme précise des spectres

β

et rétrodiffusion par les supports de source. Journal de Physique, 1966, 27 (11-12), pp.654-656. �10.1051/jphys:019660027011-12065400�.

�jpa-00206456�

(2)

654.

FORME PRÉCISE DES

SPECTRES 03B2

ET

RÉTRODIFFUSION

PAR LES SUPPORTS DE SOURCE Par P.

LIAUD,

S.

ANDRÉ

et P.

DEPOMMIER,

Université et Centre

d’Études

Nucléaires de

Grenoble,

Laboratoire de

Physique

Nucléaire.

Résumé. 2014 On a étudié

systématiquement,

à l’aide d’un spectromètre bêta

Siegbahn-Slätis,

l’effet de la rétrodiffusion par les supports de source sur la forme des spectres bêta.

On montre que les déviations de nombreux spectres

bêta,

observées

expérimentalement,

ne

peuvent pas être seulement attribuées à cet effet.

Abstract. 2014

Using

a

Siegbahn-Slätis beta-spectrometer,

we have studied the effect of

backscattering by

source

backings

on the

shape

of beta spectra.

We conclude that the

experimentally

observed deviations of many beta spectra cannot be

explained solely by

the

backscattering

effect.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE TOME 27, NOVEMBRE-DÉCEMBRE 1966,

Introduction. - Il est bien connu que les mesures

de forme

precise

des

spectres P

nécessitent de sérieuses

precautions

quant a

1’6paisseur

des sources

et de leurs supports. Ces

prEcautions

etant

prises,

de nombreux spectres

présentent

encore un exc6s d’electrons a basse

6nergie.

Ces

deviations,

observ6es

par de nombreux

expérimentateurs,

font

l’objet

d’une Ptude

systématique

au Laboratoire

[1], [2].

Elles ont regu des

interpretations théoriques

tres

diverses,

mais leur r6alit6

physique

est controvers6e.

R6cemment, Quivy [3]

a

pense pouvoir

les

expliquer uniquement

par des effets de rétrodiffusion par les supports de source,

qui

se manifesteraient meme pour les

plus

faibles

6paisseurs.

En

particulier,

en

extrapolant

ses résultats à

1’epaisseur

zero, cet auteur attribue au

spectre P

du

phosphore

32 une forme

statistique.

11 mesure

cependant

une deviation de

plus

de 30

%

avec un

support de 150

(l.gfcm2

de

formvar,

de

beaucoup superieure

a celle

qui

a ete mesure au Laboratoire

avec un support de 200

(.Lgfcm2 [1].

C’est

pourquoi

nous avons

entrepris

une série de

mesures

systématiques

de cet effet de

rétrodiffusion,

a I’aide de notre

spectrometre magnétique

a

image

intermédiaire du type

Siegbahn-Sliitis.

Nous avons

utilise,

a cette

fin,

les

spectres

de l’indium 114

et du cobalt 60.

Dispositif experimental.

- Le

spectrometre

a

6t6 decrit

pr6c6demment [4], [2].

Le d6tecteur est

un compteur GM

rempli

d’un

m6lange argon-alcool.

Les

paliers

obtenus ont une pente meilleure que 1

%

par 100 volts sur 200 volts de

large.

Sa

stabilit6,

contr6l6e sur des

périodes

de

plusieurs jours,

s’est

r6v6l6e excellente. Les f enetres sont en formvar aluminis6 de 1

Mg/CM2 (coupure

a 22

keV) (ou

en

formvar carbone de 200

(.Lgfcm2 (coupure

4 9

keV)

dans le cas de 1’6tude du

spectre P

du

60CO).

Les sources ont 6t6

pr6par6es

par

evaporation

sous vide sur des films de formvar dont

repalsseur

contr6l6e par

pes6e

6tait constante a 10

% pr6s.

Un

16ger depot

de carbone

(de

2 a 3

(Lgfcm2),

dont

1’epaisseur

6tait mesur6e en cours

d’evaporation

par

un

dispositif

a quartz, assurait la mise 4 la masse de la source. Le

depot

actif

reposait

donc finalement

sur un film

d’6paisseur

totale d’environ 13

ug/cm2.

De l’ activité

sp6cifique

des 6chantillons irradi6s

(100 mCi/mg

pour 114 In et 60

mCi jmg

pour

60Co)

et de la mesure de 1’activite des sources

apr6s

eva-

poration,

on deduit leur

epaisseur approximative :

inférieure a

0,5 (Lgfcm2

dans les deux cas, pour un diametre de 5 mm. Pour en faire varier

1’epaisseur

nous avons

ajouté

directement sur le support ini-

tial,

4

l’oppos6

du

depot actif,

autant de films

qu’il

6tait

n6cessaire,

ce

qui

a

permis

de conserver la

meme source pour toutes les mesures.

Traitement des donnees. - Pour

chaque 6pais-

seur de support, nous avons fait

cinq

mesures du

spectre

(et,

pour

chacune, compte

10 000 coups par valeur de

p).

Les résultats 6tant

parfaitement reproductibles,

nous avons

chaque

fois

pris

la

moyenne de ces

cinq

mesures et calcul6 le facteur de forme :

ou : p est

l’impulsion

de

l’électron ;

n(p)

le comptage normalise par intervalle

d’impulsion ;

Wo l’énergie

maximum du spectre ;

F(Z, W)

la fonction de Fermi.

Wo

a 6t6 traite comme un

paramètre, ajuste

de

fagon

a linéariser le facteur de forme a haute

6nergie.

Les corrections habituelles ont 6t6

introduites,

mais

C(W)

n’a pas 6t6

rapporte

a la fonction

Lo,

forme

théorique

d’un spectre

permis. Quoi qu’il

en soit les

spectres 6tant traits dans des conditions absolu-

ment

identiques,

le seul

parametre

est

l’épaisseur

du film

support.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:019660027011-12065400

(3)

655

Résultats. - 10

RTUDE

AVEC 114jn, - Nous

avons d’abord mesure le

spectre P permis

de

FIG. 1. - Facteur de forme du

spectre P

de l’in-

dium

114,

les

premi6res

deviations

n’apparaissent qu’a partir

d’une

epaisseur

de support de 1

mg/cm2 (en haut),

tous les traces sont confondus

jusqu’A

600

(Lg/cm2 (en bas).

l’indium 114 pour les

épaisseurs

de support :

13 ; 25 ; 35 ; 45 ; 70 ; 100 ; 150 ; 220 ; 300 ; 450 ; 600;

1 000 ;

1 500

ug/cm2 qui

ont 6t6 choisies pour vérifier les effets

signal6s

par

Quivy,

surtout

impor-

tants aux faibles

épaisseurs [3].

Nos mesures ne sont pas en accord avec les r6sul-

tats de cet auteur : les

premi6res

deformations

n’apparaissent

que pour une

epaisseur

de 1

mgfcm 2

a 200

keV ;

tous les traces de

C(W)

sont confondus

jusqu’A

600

ug/cm2 (fig. 1) (les

barres d’erreurs

indiqu6es

ne tiennent compte que de la

statistique).

Nous avons vérifié d’autre part, que

1’6paisseur

du

depot

actif 6tait sans influence sur 1’allure du facteur de forme en comparant les mesures

précé-

dentes

(source

de

0,5 ug/cm2)

a celles obtenues avec

une source

évaporée

a

partir

du meme 6cbantillon actif et

d’6paisseur approximative

2

(Lgfcm2.

FIG. 2. - Facteur de forme du

spectre P

du cobalt 60.

Influence de

l’épaisseur

du support de source.

FIG. 3. - Mesures avec cobalt 60.

Pourcentage

d’electrons rétrodiffusés en fonction de

1’epaisseur

du support de source.

(4)

656

Toutes les valeurs trouv6es pour

Wo

sont cohé-

rentes et donn6es par :

20

ETUDE

AVEC 60Co. 11

s’agit

encore ici d’une

transition

permise.

La

figure

2

(p. 655)

montre les

facteurs de forme obtenus pour des

6paisseurs

de

support croissant de 13

(Lgf cm 2

a l’infini. Les défor-

mations

n’apparaissent qu’h partir

d’une

epaisseur

de 100

(Lgfcm 2

4 50 keV.

La

figure

3

(p. 655)

donne le pourcentage d’61ec-

trons

rétrodiffusés,

en fonction de

l’ épaisseur

pour diverses

energies.

Nous avons encore

verifie,

4

partir

d’une source deux fois

plus épaisse,

que le facteur de forme n’6tait pas modifi6. Les valeurs de

Wo

sont bien traduites par :

Conclusion. - Nos mesures

permettent

d’affirmer

que 1’effet de r6trodiffusion par les supports de

source peut etre rendu

négligeable,

du moins si l’on

se limite 4 des

energies supérieures

4 50

keV,

pour des

épaisseurs

de support facilement r6alisables de l’ordre de 50

(Lgfcm2.

Cette conclusion peut n’être valable que pour un

spectrom6tre

du meme type que le

notre,

les effets de rétrodiffusion

dependant

fortement de la

géométrie

de

1’experience [5].

En

conclusion,

s’il est

possible

que les deviations par rapport a la forme

statistique,

observ6es dans de nombreux

spectres P,

n’aient

qu’une origine

instru-

mentale,

elles ne peuvent certainement pas 6tre attribu6es seulement a un effet de rétrodiffusion par les supports de source.

BIBLIOGRAPHIE

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(P.)

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A., 1962,

30.

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