Description d'une cible gazeuse de Bore-11 (ou Bore-10)

(1)

HAL Id: jpa-00243239

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00243239

Submitted on 1 Jan 1969

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.

Description d’une cible gazeuse de Bore-11 (ou Bore-10)

Y. Chanut, C. Perrin, B. Gilot

To cite this version:

Y. Chanut, C. Perrin, B. Gilot. Description d’une cible gazeuse de Bore-11 (ou Bore-10).

Revue de Physique Appliquée, Société française de physique / EDP, 1969, 4 (2), pp.237-238.

�10.1051/rphysap:0196900402023701�. �jpa-00243239�

(2)

237 la cellule en cuivre en contact avec l’hydrogène liquide (fig. 3). ^La ^liaison êntre la cellule et le réservoir tritium gazeux êst ûn tube d’acier inoxydable ^{de 2} ^mm ^de

diamètre.

Les essais ^au deutérium ont donné les résultats suivants : -. pendant ^la liquéfaction ^du deutérium, ^la pression ^mesurée s’établit à 25 cm de _mercure, soit ^une

température correspondante ^de 20,3 OK. Comme la

température ^de l’hydrogène liquide ^est ^de 20,3 OK, ^le

gradient ^de température ^entre l’hydrogène ^et ^{la cellule}

est au moins inférieur à 0,1 OK, qui ^est ^la précision ^des

mesures. Ceci permet d’envisager ^une liquéfaction

normale du tritium, ^dont ^le point triple ^est ^de 20,3 ^~K (communiqué par J. ^K. Seagrave). Afin d’éviter une

solidification dangereuse ^du tritium, ^une pressurisation

de 0 à 100 g~cm2 ^environ ^est prévue ^sur ^le cryostat ^à

hydrogène liquide, ^élevant ^sa température ^de quelques

dizaines de degrés ^K.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^NISHI (N.), ^TAKIYAMA (M.) ^et ^RIU (N.), Japan J.

Appl. Phys., 1966, 5, ^215.

DESCRIPTION D’UNE CIBLE GAZEUSE DE BORE-11 (OU BORE-10)

Y. CHANUT, ^C. ^PERRIN ^et ^B. GILOT,

Institut d’Études Nucléaires d’Alger, ^Institut des Sciences Nucléaires de Grenoble, Institut de Génie Atomique ^de

Toulouse.

Résumé. 2014 Nous décrivons une cible gazeuse de bore isotopique ; le gaz enfermé dans la boîte à cible est B2H6. ^La contamination en carbone, âzote êt oxygène êst ^très ^faible. ^Cette ^cible

gazeuse peut aussi être utilisée en pompage différentiel.

Abstract.

^-

We describe a gaseous target ^of isotopic ^{boron ;} the gas enclosed in the

scattering chamber is B2H6’ The contamination with carbon, nitrogen and oxygen compounds

is very slight. This gaseous target ^can be used also under differential pumping.

REVUE D~ PHYSIQUE APPLIQUÉE ^Tomt 4, JUIN 1969

Certains auteurs ont déjà ^utilisé ^du ^diborane B2H.

pour obtenir des cibles solides riches en bore et pauvres

en oxygène [1]. ^Nous ^avons préféré employer ^directe-

ment le diborane comme cible gazeuse dans ^un appa-

reillage décrit par ailleurs [2].

Notre méthode de préparation ^est ^basée ^sur ^la

réaction : 4(C2H5)2

^-

OBF, + 3Li(AlH4) --+ 2B2H6

-~- ^3LiF + 3AlFg ⁺ 4 ( C2H5) 2

^-

^{0. On} opère ^l’addi-

tion des deux produits de base dans une solution d’éther et sous atmosphère d’hydrogène, ^ceci pour éviter ^toute contamination due à l’air dans le produit ^final. ^D’autre

part, plusieurs pièges ^à neige carbonique ^condensent

les vapeurs d’éther qui ^se dégagent pendant la réaction.

Le diborane ainsi obtenu contient ^assez peu d’impuretés

du genre 12C, ^14N ^ou ¹⁶⁰ qui polluent ^souvent ^{les cibles}

solides et sont très gênantes pour le dépouillement ^des

résultats.

La figure ¹ ^montre ^le spectre ^obtenu ^{avec une} ^telle cible sur les réactions 11B(p, p) ^et 11B(p, ~x) ^à l’énergie

de résonance Ep

⁼

^2,65 ^MeV. ^L’emploi d’une cible gazeuse de diborane présente évidemment quelques ^diffi-

cultés en raison de la toxicité et de l’instabilité de B2H6.

Les problèmes ^sont différents selon l’utilisation de la

cible; ôn peut ên effet travailler soit ên pompage différen- tiel, ^soit âvec ûne chambre isolée par ûne fenêtre mince.

La quantité ^de diborane introduite dans une chambre isolée est très faible : de l’ordre de 5 cm3, ^ce qui ^est

un avantage ^en ^raison de la toxicité du produit. ^Mais

l’instabilité chimique de la cible est alors accentuée par l’échauffement du faisceau. Le ^taux de décompo-

sition est de l’ordre de 10 % par heure pour ûne pres- sion de 5 mm de Hg êt ûn faisceau incident de 0,05 ~,A.

Il faut donc tenir compte ^de ^ce phénomène pour les calculs de sections efficaces.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/rphysap:0196900402023701

(3)

238 Fie. 1.

^-

Spectre ^{de la} ^réaction llB + p (Ep

⁼

^2,65 ^MeV) ^{mesuré à} ûn ângle ^de ^{165°. La} cible gazeuse est utilisée dans une chambre isolée, âvec ûne pression ^{de 6} ^mm ^de Hg êt ûn faisceau de 0,05 ~.A.

Par contre, ^si ^on travaille en pompage différentiel,

cet inconvénient est supprimé, puisque ^{le gaz} ^est ^sans

cesse renouvelé dans la chambre. Mais dans ce cas, il faut préparer ^de grandes quantités ^de diborane, ^ce qui, ôutre ûn prix ^de ^revient élevé, ^si ôn désire utiliser le complexe éthylique isotopique ênrichi ên ^1°B ôu 118,

pose aussi certains problèmes ^de ^sécurité. ^Par ailleurs,

le pompage différentiel oblige ^à remplacer ^{la fenêtre}

mince par ^une série de diaphragmes ^{de très} ^faible

ouverture qui ^sont ^assez ^souvent ^obturés par le bore

métallique provenant ^{de la} décomposition du diborane.

L’expérience êst âlors interrompue êt ^{il faut} procéder

au nettoyage ^{de la} ^chambre.

Des essais supplémentaires ^sont ^en ^cours ^afin ^de

tester la possibilité d’étude de réactions nucléaires ^sur les noyaux 1°B et 11B avec une telle cible.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^HANKE (G.) ^{et KAMKE} (D.), ^Z. Physik, 1966, 190, 468-480.

[2] ^CREMET (J. P.), ^LAMBERT (M.), ^LEFÈVRE (G.) ^et

RAÏS (L.), ^Rev. Phys. Appl., 1966, 1, 267.

Description d'une cible gazeuse de Bore-11 (ou Bore-10)

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https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00243239

Submitted on 1 Jan 1969

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.

Description d’une cible gazeuse de Bore-11 (ou Bore-10)

Y. Chanut, C. Perrin, B. Gilot

To cite this version:

Y. Chanut, C. Perrin, B. Gilot. Description d’une cible gazeuse de Bore-11 (ou Bore-10).

Revue de Physique Appliquée, Société française de physique / EDP, 1969, 4 (2), pp.237-238.

�10.1051/rphysap:0196900402023701�. �jpa-00243239�

237

la cellule en cuivre en contact avec l’hydrogène liquide (fig. 3). La liaison entre la cellule et le réservoir tritium gazeux est un tube d’acier inoxydable de 2 mm de

diamètre.

Les essais au deutérium ont donné les résultats suivants : -. pendant la liquéfaction du deutérium, la pression mesurée s’établit à 25 cm de mercure, soit une

température correspondante de 20,3 OK. Comme la

température de l’hydrogène liquide est de 20,3 OK, le

gradient de température entre l’hydrogène et la cellule

est au moins inférieur à 0,1 OK, qui est la précision des

mesures. Ceci permet d’envisager une liquéfaction

normale du tritium, dont le point triple est de 20,3 ~K (communiqué par J. K. Seagrave). Afin d’éviter une

solidification dangereuse du tritium, une pressurisation

de 0 à 100 g~cm2 environ est prévue sur le cryostat à

hydrogène liquide, élevant sa température de quelques

dizaines de degrés K.

BIBLIOGRAPHIE

[1] NISHI (N.), TAKIYAMA (M.) et RIU (N.), Japan J.

Appl. Phys., 1966, 5, 215.

DESCRIPTION D’UNE CIBLE GAZEUSE DE BORE-11 (OU BORE-10)

Y. CHANUT, C. PERRIN et B. GILOT,

Institut d’Études Nucléaires d’Alger, Institut des Sciences Nucléaires de Grenoble, Institut de Génie Atomique de

Toulouse.

Résumé. 2014 Nous décrivons une cible gazeuse de bore isotopique ; le gaz enfermé dans la boîte à cible est B2H6. La contamination en carbone, azote et oxygène est très faible. Cette cible

gazeuse peut aussi être utilisée en pompage différentiel.

Abstract.

We describe a gaseous target of isotopic boron ; the gas enclosed in the

scattering chamber is B2H6’ The contamination with carbon, nitrogen and oxygen compounds

is very slight. This gaseous target can be used also under differential pumping.

REVUE D~ PHYSIQUE APPLIQUÉE Tomt 4, JUIN 1969

Certains auteurs ont déjà utilisé du diborane B2H.

pour obtenir des cibles solides riches en bore et pauvres

en oxygène [1]. Nous avons préféré employer directe-

ment le diborane comme cible gazeuse dans un appa-

reillage décrit par ailleurs [2].

Notre méthode de préparation est basée sur la

réaction : 4(C2H5)2

OBF, + 3Li(AlH4) --+ 2B2H6

-~- 3LiF + 3AlFg + 4 ( C2H5) 2

0. On opère l’addi-

tion des deux produits de base dans une solution d’éther et sous atmosphère d’hydrogène, ceci pour éviter toute contamination due à l’air dans le produit final. D’autre

part, plusieurs pièges à neige carbonique condensent

les vapeurs d’éther qui se dégagent pendant la réaction.

Le diborane ainsi obtenu contient assez peu d’impuretés

du genre 12C, 14N ou 160 qui polluent souvent les cibles

solides et sont très gênantes pour le dépouillement des

résultats.

La figure 1 montre le spectre obtenu avec une telle cible sur les réactions 11B(p, p) et 11B(p, ~x) à l’énergie

de résonance Ep

2,65 MeV. L’emploi d’une cible gazeuse de diborane présente évidemment quelques diffi-

cultés en raison de la toxicité et de l’instabilité de B2H6.

Les problèmes sont différents selon l’utilisation de la

cible; on peut en effet travailler soit en pompage différen- tiel, soit avec une chambre isolée par une fenêtre mince.

La quantité de diborane introduite dans une chambre isolée est très faible : de l’ordre de 5 cm3, ce qui est

un avantage en raison de la toxicité du produit. Mais

l’instabilité chimique de la cible est alors accentuée par l’échauffement du faisceau. Le taux de décompo-

sition est de l’ordre de 10 % par heure pour une pres- sion de 5 mm de Hg et un faisceau incident de 0,05 ~,A.

Il faut donc tenir compte de ce phénomène pour les calculs de sections efficaces.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/rphysap:0196900402023701

238

Fie. 1.

Spectre de la réaction llB + p (Ep

2,65 MeV) mesuré à un angle de 165°. La cible gazeuse est utilisée dans une chambre isolée, avec une pression de 6 mm de Hg et un faisceau de 0,05 ~.A.

Par contre, si on travaille en pompage différentiel,

cet inconvénient est supprimé, puisque le gaz est sans

cesse renouvelé dans la chambre. Mais dans ce cas, il faut préparer de grandes quantités de diborane, ce qui, outre un prix de revient élevé, si on désire utiliser le complexe éthylique isotopique enrichi en 1°B ou 118,

pose aussi certains problèmes de sécurité. Par ailleurs,

le pompage différentiel oblige à remplacer la fenêtre

mince par une série de diaphragmes de très faible

ouverture qui sont assez souvent obturés par le bore

la cellule en cuivre en contact avec l’hydrogène liquide (fig. 3). ^La ^liaison êntre la cellule et le réservoir tritium gazeux êst ûn tube d’acier inoxydable ^{de 2} ^mm ^de

Les essais ^au deutérium ont donné les résultats suivants : -. pendant ^la liquéfaction ^du deutérium, ^la pression ^mesurée s’établit à 25 cm de _mercure, soit ^une

température correspondante ^de 20,3 OK. Comme la

température ^de l’hydrogène liquide ^est ^de 20,3 OK, ^le

gradient ^de température ^entre l’hydrogène ^et ^{la cellule}

est au moins inférieur à 0,1 OK, qui ^est ^la précision ^des

mesures. Ceci permet d’envisager ^une liquéfaction

normale du tritium, ^dont ^le point triple ^est ^de 20,3 ^~K (communiqué par J. ^K. Seagrave). Afin d’éviter une

solidification dangereuse ^du tritium, ^une pressurisation

de 0 à 100 g~cm2 ^environ ^est prévue ^sur ^le cryostat ^à

hydrogène liquide, ^élevant ^sa température ^de quelques

dizaines de degrés ^K.

[1] ^NISHI (N.), ^TAKIYAMA (M.) ^et ^RIU (N.), Japan J.

Appl. Phys., 1966, 5, ^215.

Y. CHANUT, ^C. ^PERRIN ^et ^B. GILOT,

Institut d’Études Nucléaires d’Alger, ^Institut des Sciences Nucléaires de Grenoble, Institut de Génie Atomique ^de

Résumé. 2014 Nous décrivons une cible gazeuse de bore isotopique ; le gaz enfermé dans la boîte à cible est B2H6. ^La contamination en carbone, âzote êt oxygène êst ^très ^faible. ^Cette ^cible

We describe a gaseous target ^of isotopic ^{boron ;} the gas enclosed in the

is very slight. This gaseous target ^can be used also under differential pumping.

REVUE D~ PHYSIQUE APPLIQUÉE ^Tomt 4, JUIN 1969

Certains auteurs ont déjà ^utilisé ^du ^diborane B2H.

en oxygène [1]. ^Nous ^avons préféré employer ^directe-

ment le diborane comme cible gazeuse dans ^un appa-

Notre méthode de préparation ^est ^basée ^sur ^la

-~- ^3LiF + 3AlFg ⁺ 4 ( C2H5) 2

^{0. On} opère ^l’addi-

tion des deux produits de base dans une solution d’éther et sous atmosphère d’hydrogène, ^ceci pour éviter ^toute contamination due à l’air dans le produit ^final. ^D’autre

part, plusieurs pièges ^à neige carbonique ^condensent

les vapeurs d’éther qui ^se dégagent pendant la réaction.

Le diborane ainsi obtenu contient ^assez peu d’impuretés

du genre 12C, ^14N ^ou ¹⁶⁰ qui polluent ^souvent ^{les cibles}

solides et sont très gênantes pour le dépouillement ^des

La figure ¹ ^montre ^le spectre ^obtenu ^{avec une} ^telle cible sur les réactions 11B(p, p) ^et 11B(p, ~x) ^à l’énergie

^2,65 ^MeV. ^L’emploi d’une cible gazeuse de diborane présente évidemment quelques ^diffi-

Les problèmes ^sont différents selon l’utilisation de la

cible; ôn peut ên effet travailler soit ên pompage différen- tiel, ^soit âvec ûne chambre isolée par ûne fenêtre mince.

La quantité ^de diborane introduite dans une chambre isolée est très faible : de l’ordre de 5 cm3, ^ce qui ^est

un avantage ^en ^raison de la toxicité du produit. ^Mais

l’instabilité chimique de la cible est alors accentuée par l’échauffement du faisceau. Le ^taux de décompo-

sition est de l’ordre de 10 % par heure pour ûne pres- sion de 5 mm de Hg êt ûn faisceau incident de 0,05 ~,A.

Il faut donc tenir compte ^de ^ce phénomène pour les calculs de sections efficaces.

Spectre ^{de la} ^réaction llB + p (Ep

^2,65 ^MeV) ^{mesuré à} ûn ângle ^de ^{165°. La} cible gazeuse est utilisée dans une chambre isolée, âvec ûne pression ^{de 6} ^mm ^de Hg êt ûn faisceau de 0,05 ~.A.

Par contre, ^si ^on travaille en pompage différentiel,

cet inconvénient est supprimé, puisque ^{le gaz} ^est ^sans

cesse renouvelé dans la chambre. Mais dans ce cas, il faut préparer ^de grandes quantités ^de diborane, ^ce qui, ôutre ûn prix ^de ^revient élevé, ^si ôn désire utiliser le complexe éthylique isotopique ênrichi ên ^1°B ôu 118,

pose aussi certains problèmes ^de ^sécurité. ^Par ailleurs,

le pompage différentiel oblige ^à remplacer ^{la fenêtre}

mince par ^une série de diaphragmes ^{de très} ^faible

ouverture qui ^sont ^assez ^souvent ^obturés par le bore

métallique provenant ^{de la} décomposition du diborane.

L’expérience êst âlors interrompue êt ^{il faut} procéder

au nettoyage ^{de la} ^chambre.

Des essais supplémentaires ^sont ^en ^cours ^afin ^de

tester la possibilité d’étude de réactions nucléaires ^sur les noyaux 1°B et 11B avec une telle cible.

[1] ^HANKE (G.) ^{et KAMKE} (D.), ^Z. Physik, 1966, 190, 468-480.

[2] ^CREMET (J. P.), ^LAMBERT (M.), ^LEFÈVRE (G.) ^et

RAÏS (L.), ^Rev. Phys. Appl., 1966, 1, 267.