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Submitted on 1 Jan 1960
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Mesure et analyse de la section efficace de fission de l’uranium-235
A. Michaudon, R. Bergère, A. Coin, R. Joly
To cite this version:
A. Michaudon, R. Bergère, A. Coin, R. Joly. Mesure et analyse de la section efficace de fission de l’uranium-235. J. Phys. Radium, 1960, 21 (5), pp.429-432. �10.1051/jphysrad:01960002105042900�.
�jpa-00236293�
429.
MESURE ET ANALYSE DE LA SECTION EFFICACE DE FISSION DE L’URANIUM-235
Par A. MICHAUDON, R. BERGÈRE, A. COIN et R. JOLY,
C. E. N., Saclay.
Résumé. 2014 La mesure de la section efficace de fission de l’uranium-235 a été reprise par la mé- thode de temps de vol en utilisant l’accélérateur linéaire à électrons de 28 MeV de Saclay comme
source de neutrons pulsée. La résolution 0394t/L est de 0,01 03BCs/m dans toute la gamme d’énergie. La
fission a été détectée par une chambre d’ionisation et le spectre mesuré avec un banc de compteurs à BF3.
Les améliorations apportées dans la résolution, la précision statistique et l’évaluation du bruit de fond sont décrites.
L’analyse de surface des résonances donne une série de valeurs de 03C300393f. L’analyse de forme porte
sur les résonances à basse énergie dont celle à 8,78 eV, où un élargissement anormal apparaît et est
discuté.
Abstract. 2014 The uranium-235 fission cross-section has been remeasured by the time-of-flight tech- nique with the Saclay 28 MeV linear electron accelerator as a pulsed neutron source. The resolu- tion was 0.01 03BCs/m in the whole energy range (7 to 95 eV). Fission was detected with a ionization
chamber and neutron spectrum measured with an assembly of BF3 counters.
Improvements in resolution, statistical accuracy and background are described.
Area analysis of the resonances gives a set of 03C300393f values. Shape analysis of the low energy reso-
nances has been undertaken, including that at 8.78 eV, where a large broadening is seen and this is dis- cussed.
PHYSIQUE 21, -MAI 1960,
Les premières mesures de la section efficace de fission de l’uranium-235 [1], [2] ont été reprises
de 7 eV à 95 eV par la méthode du temps de vol
en utilisant l’accélérateur linéaire à électrons de
Saclay comme source de neutrons pulsée, et dans
les conditions suivantes :
a) La fission était détectée par une chambre d’ionisation pouvant contenir 10 dépôts d’uranium
enrichi à 45 % de 235U, de diamètre 240 mm et d’épaisseur 2 Mg/CM2.
b) La distance de vol était de 50 m et le sélec- teur 1024 canaux était calé à 0,5 tis de largeur
de canal. La résolution nominale était donc de
At JL = 0,01 ys par mètre.
c) La gamme d’énergie 7 eV-95 eV a été explorée
en deux fois :
10 De 7 à 17 eV. - Filtre : cadmium (coupure
à 0,25 eV). - Fréquence de répétition : 125 c/s.
- At = 0,5 ys. - Nombre de dépôts dans la
chambre : 4. - Épaisseur du détecteur : 1,5 cm.
(Soit AL JL = 3 .10i4. )
20 De 17 eV à 95 eV. - Filtre : rhodium et Boral (coupure à 1,5 eV). - Fréquence de répé-
tition : 250 c/s. r- At = 0,5 ys. - Nombre de
dépôts dans la chambre : 6. - Épaisseur du détec-
teur : 3 cm. (Soit AIL = 6.10-4.) d) Nombre de coups stockés par canal :
La courbe af VÊ a été tracée en fonction de
l’énergie après normalisation sur la surface
aev 10eV af(E) dE déduite des valeurs numériques
af(E) de Shore et Sailor [3] (fig. 1). Nous avons reporté également la courbe (5f VE de 100 eV à
20 keV obtenue précédemment [1], [2]. af a été rapportée à a(n, cc) du 1°B supposée varier en
E-l2 jusqu’à 20 keV (fig. 2).
Analyse des résultats. -10 ANALYSE DE SUR- FACE. - Dans plusieurs cas les résonances ont été mieux séparées et les niveaux ont pu être repérés jusque vers 300 eV. Le tableau ci-joint donne l’énergie des niveaux et la valeur de ao Pt corres- pondante de 7 à 95 eV.
20 ANALYSE DE FORME. - Elle a été entreprise
entre 7 et 20 eV, en admettant en première appro- ximation que les résonances mesurées sont du type
Breit et Wigner à 1 niveau, élargies par effet Dop- pler, et en vue d’obtenir séparément a0f et r pour
chaque résonance. L’élargissement dû à la fonction
de résolution étant négligeable dans cette région,
nous avons déduit r directement de la largeur
totale mesurée à mi-hauteur, ra, et nous l’avons comparé aux valeurs publiées récemment [2]. On
constate que les valeurs déduites de rA sont systé- matiquement supérieures aux autres. Par exemple,
pour les résonances à 12,4 eV, 15,4 eV, 16,1 eV
et 19,3 eV, nous trouvons respectivement
r = 64 mV, 103 mV, 72 mV et 116 mV, valeurs qui sont à comparer respectivement a 51 fi V
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105042900
430
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63 mV, 49 mV et 70 mV. Les facteurs évidents tels que : 10 incertitudes en temps dues à l’émission des neutrons, à la largeur de canal du sélecteur,
au « jitter » de l’électronique et à la distribution des temps de ralentissement des neutrons
(tm = Àlv = 0,17 u/s à 10 eV).
RÉSULTATS DE L’ANALYSE DE SURFACE
Remarques. - B. Groupe de résonances non séparées.
C. Résonances dont la forme dissymétrique ou anormalement large laisse supposer la participation
d’une autre résonance.
, D. Participation estimée des résonances lointaines de l’ordre de grandeur de l’aire mesurée.
E. Erreur sur la valeur de ao rf due à la séparation graphique des résonances : ao It (1 + A)
F. ao Tf donné sans précision à titre indicatif.
G. Essai de séparation d’un groupe de résonances mal résolues.
H. Résonance non retrouvée.
432
20 Incertitude en distance. 3° Correction de tem-
pérature pour tenir compte des liaisons cristallines
(en admettant en = 200 °K), sont de faible im-
portance et n’expliquent pas cette différence.
Pour retrouver les valeurs de h déjà publiées,
il faudrait faire intervenir un effet Doppler plus important A’ = 1,15 A.
Une méthode d’analyse de forme, proposée
par M. Gaudin, qui consiste à essayer de séparer
dans une résonance la part due à la formule de Breit et Wigner de celle due à l’élargissement Doppler (en le supposant inconnu) a été essayée. Elle
consiste à prendre la transformée de Fourier de la résonance :
La transformée de Fourier de la courbe expé-
rimentale a été prise sous la forme :
et
a été approximée, par la méthode des moindres
T A2
carrés, à la parabole K r t 2 + - t2 + en vue d’ob- 4
tenir séparément A et 1. Cette méthode, dans le
cas de la fission, n’est pas assez précise pour faire
apparaître cet élargissement Doppler anormal.
Il reste alors deux hypothèses : 10 Cet effet
Dopplér A’ serait dû à une convolution d’un effet
Doppler classique.A avec des temps de ralentisse- ment plus importants (5 fois plus). Bien que peu
probable, cet effet permettrait également d’expli-
quer les grandes largeurs Fà mesurées sur les réso-
nances de Columbia [4] ainsi que le léger décalage
des résonances vers les basses énergies.
20 A’ est un effet Doppler vrai dû à une tempé-
rature de Debye élevée (600 OK).
Enfin, même en admettant cet élargissement
anormal A’, la résonance à 8,78 eV présente une largeur h = 120 mV (contre 95 mV) encore trop importante. Si on élimine les effets cristallins dans les dépôts d’uranium et les chocs moléculaires dans le ralentissement des neutrons de 10 eV environ,
on peut supposer, en remarquant de plus que le sommet de cette résonance présente un creux juste
à la limite des fluctuations statistiques, que la résonance à 8,78 eV est peut être double.
BIBLIOGRAPHIE [1] Rapport C. E. A., n° 963, 32 à 42.
[2] Rapport C. E. A., n° 1093.
[3] SHORE et SAILOR, Communication privée.
[4] HAVENS (W. W.) et coll., Resonance Fission Widths of 235U for levels from 6 eV to 50 eV, à paraître.
MESURE DE LA POLARISATION RECTILIGNE DES RAYONNEMENTS GAMMA PROVENANT DE CERTAINES RÉACTIONS
Par P. M. ENDT, A. M. HOOGENBOOM et M. SUFFERT (1),
Fysisch Laboratorium der Rijksuniversiteit, Utrecht.
Résumé. 2014 On a mesuré la polarisation rectiligne de huit rayonnements gamma émis à des réso-
nances dans les réactions 24Mg(p, 03B3)25Al, 30Si(p, 03B3)31P et 32S(p, 03B3)33Cl. Les résultats ont permis de
lever des incertitudes pour le spin ou la parité de l’état excité correspondant, ou pour le coefficient de mélange E2/M1.
Abstract. 2014 The linear polarisation has been measured of eight different gamma rays emitted at resonances in the 24Mg(p, 03B3)25Al, 30Si(p, 03B3)31P, and 32S (p, 03B3)33Cl reactions. The results have resolved ambiguities for either the spin or the parity of the corresponding resonance level or for the E2/M1 mixing ratio.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, MAI 1960, PAGE 432.
En spectroscopie nucléaire, il arrive fréquem-
(1) En déplacement du Laboratoire de Physique Cor- pusculaire, Strasbourg.
ment que la mesure de la distribution angulaire
d’un rayonnement gamma provenant d’une réac- tion de capture de protons laisse une ambiguïté
