Diffusion incohérente de photons par des électrons liés

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Submitted on 1 Jan 1972

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Diffusion incohérente de photons par des électrons liés

O. Pingot

To cite this version:

O. Pingot. Diffusion incohérente de photons par des électrons liés. Journal de Physique, 1972, 33

(2-3), pp.189-190. �10.1051/jphys:01972003302-3018900�. �jpa-00207237�

189

DIFFUSION INCOHÉRENTE DE PHOTONS

PAR DES ÉLECTRONS LIÉS

O. PINGOT

Institut Interuniversitaire des Sciences Nucléaires Centre de la Faculté

Polytechnique

^de

Mons, Belgique

(Reçu

^{le Il août}

1971)

Résumé. ²⁰¹⁴ On détermine expérimentalement ^le rapport de la section efficace différentielle de diffusion incohérente de photons de 279 keV par les électrons du niveau K du tantale, du samarium et de l’argent ^à la section efficace différentielle de Klein-Nishina _pour des angles ^{de diffusion} compris

entre 20 et 160°. Les résultats sont en assez bon accord avec la fonction de Shimizu.

Abstract. ²⁰¹⁴ The differential cross section for the incoherent scattering of 279 keV 03B3-rays by ^the

K-shell electrons of tantalium, samarium and silver is determined experimentally. ^{This cross section}

is compared with the Klein-Nishina cross section for scattering angles from 20° to 160°. The results

are in fairly good agreement with the Shimizu function.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^TOME 33, FÉVRIER-MARS 1972,

Classification Phy.sics Abstracts :

10.20

1. Introduction. ^- A notre

connaissance,

^{un seul}

groupe

d’expérimentateurs [1]

^{a mesuré le}

rapport dUKIdu,

de la section efficace différentielle de diffusion incohérente ’de

photons d’énergie

^{voisine de 300}

keV,

par des électrons

liés,

à la section efficace différentielle de Klein-Nishina. Ces mesures ont été effectuées pour des

angles

de diffusion

compris

^{entre 45 et}

110°, à

^l’aide d’une source de 5,5 ^{Ci de} 51 Cr

(320 keV),

^{avec des}

diffuseurs en

plomb,

^{tantale et samarium.}

Dans un

précédent

^article

[4],

nous avons infirmé leurs résultats pour des nombres

atomiques

^voisins

de 80. Il nous a donc semblé intéressant de

reprendre

ces mesures pour le tantale et le samarium. D’autre part, ^{aucune mesure}

n’ayant

été effectuée pour ^Z inférieur à

60,

nous avons déterminé

dUKIdu,

pour

l’argent,

^{les Z}

plus petits

^étant

^exclus,

^{vu la difficulté}

de détecter le rayonnement

XK

^en coïncidence avec le rayonnement y diffusé.

2.

Dispositif

^{de mesure et résultats}

expérimentaux.

- Nous avons, dans un article

publié [3], exposé

^la

méthode de mesure et décrit le

dispositif expérimental.

Les détecteurs sont des scintillateurs

NaI(Tl).

^La

direction de

propagation

^du rayonnement

XK

^détecté

fait un

angle

^{de 135° avec celle du} rayonnement ^y incident. Le détecteur _{y est} monté sur une table

gonio- métrique

^{coaxiale au diffuseur et} permet ^de relever les spectres ^de

photons diffusés,

^{à l’aide d’un}

analyseur

à 400 _canaux, pour des

angles

de diffusion

compris

entre 20 et 160°. L’intensité de la source de

203Hg (hvo

^{= 279}

keV,

^{T = 46}

J)

^a varié de 5 à

0,5

^{Ci du}

début à la fin des mesures. Le faisceau collimaté est

complètement intercepté

par les diffuseurs de dimen- sions 100 x 100 ^{mm x 41}

mg/cm2

pour Ta,

et

LE JOURNAL DE PHYSIQUE. ^- T. 33, ^N° 2-3, FÉVRIER-MARS 1972.

Les taux de comptage ^sont déterminés en

ajustant,

par la méthode des moindres

carrés,

^{le flanc droit des}

raies

photoélectriques

^{à une}

gaussienne.

Les résultats des mesures sont

donnés,

^{avec l’erreur}

statistique,

^{à la}

quatrième

^{colonne des tableaux 1-111.}

TABLEAU 1

Rapports théoriques

^et

expérimental dUK/du¡

en

fonction

^de

l’angle

^de

diff ’usion

^{0 dans le tantale}

TABLEAU Il

Rapports théoriques

^et

expérimental dUK/dO"I

en

fonction

^de

l’angle

^de

diffusion

^{(J dans le samarium}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01972003302-3018900

190

TABLEAU III

Rapports théoriques

^et

expérimental dUK/dul

en

fonction

^de

l’angle

^de

diffusion

^{0 dans}

l’argent

On ne trouve, dans ^la

littérature,

^{aucune théorie}

relativiste de la diffusion incohérente ^tenant

compte

de tous les états

possibles

pour l’électron intermédiaire et l’électron final. On

peut cependant

définir la section efficace différentielle de diffusion incohérente

dO"K/dO

à

partir

de la section efficace différentielle de Klein- Nishina

dulIdQ

^à l’aide de la fonction de diffusion incohérente

SK (probabilité

^{pour un} électron du niveau

K,

ayant reçu ^un moment du

photon incident,

de _passer sur un niveau

supérieur

^{ou de}

quitter l’atome),

^{fonction de}

l’énergie

^des

photons incidents,

^de

l’angle

de diffusion et du nombre

atomique

^{du diffu-}

seur. On a

On peut ^calculer

SK [2]

^en prenant, pour l’électron

initial,

la fonction d’onde non relativiste d’un électron de la couche K d’un atome

hydrogénoïde,

^en

négli-

geant les transitions vers les états discrets et en suppo- sant que l’électron final est libre

(Tableaux 1-111,

colonne

2).

On

peut également approcher

^la section efficace différentielle de diffusion incohérente _pour les

grands angles

de diffusion et les

petits

Z, c’est-à-dire pour les

grandes énergies

de transfert vis-à-vis de

l’énergie

^de

liaison,

^en considérant l’électron K comme libre avec une vitesse initiale calculée en prenant

l’énergie

^de

liaison comme

énergie cinétique.

^{On fait alors la}

moyenne de la section efficace donnée _{par Jauch} et Rohrlich

[6]

^sur la direction de cette vitesse

(Tableaux 1-111,

^colonne

3).

L’examen des tableaux 1-111 et de nos résultats

publiés

antérieurement

[3], [4], [5]

^montre que, pour les

petits angles

^de

diffusion,

^{l’accord avec}

SK

^est

d’autant meilleur _{que Z} est

petit

^et que

l’énergie

^inci-

dente est

grande.

^{On en conclut} que,

lorsque l’énergie

transférée est voisine de

l’énergie

^de

liaison,

^{on sous-} estime la section efficace en

négligeant

^{dans le calcul}

de

SK,

^la

possibilité

de transition vers les niveaux

supérieurs

^du spectre ^{discret. Dans le cas des}

grands angles

^de

diffusion,

alors que, pour ^une

énergie

^inci-

dente de 662 keV

[5],

^{le désaccord entre} les résultats

expérimentaux

^et

SK apparaît déjà

pour le tantale

(Z

⁼

73),

pour ^une

énergie

^{incidente de 279}

keV,

nous observons encore un très bon accord pour le samarium

(Z

⁼

62).

^{Pour Z inférieur à} 50, ^{la section} efficace

expérimentale

^devient

plus petite

que

SK et

tend

probablement

^vers

dO"K/dD >I(dulIdQ),

^aux

grands angles

^{de diffusion.}

Nos résultats sont différents de ceux de

Ramalinga Reddy [1] qui

^{trouve des} rapports

dO"K/dO"1

^sensible-

ment

plus grands.

Remerciements. ^- Nous

présentons

^nos

plus

^vifs

remerciements à Monsieur Franeau, Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université de l’Etat à Mons et à la Faculté

Polytechnique

^de Mons,

qui

^a

dirigé

ce travail.

Bibliographie [1] ^RAMALINGA

(A.)

^{REDDY et} al., Proc. phys. Soc., 1967, 91,

71-75.

[2] ^SHIMIZU (S.) ^et al., Phys. Rev., 1965, 140, ^{A 806-A 815.}

[3] ^PINGOT (O.), ^Nucl. Phys., 1968, ^A 119, ^667-672.

[4] ^PINGOT (O.), ^Nucl. Phys., 1969, ^A 133, ^334-336.

[5] ^PINGOT (O.), ^J. Physique, 1971, 32, 413-414.

[6] ^JAUCH (J. M.) ^{et ROHRLICH} (F.), ^The theory of photons

and electrons (Addison-Wesley, ^New York, 1959),

p. 228.