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Section efficace de la réaction 12c(γ, 3α) à 14,8 et 17,6 MeV
M. Garnier, H. Gauvin, W. Sebaoun
To cite this version:
M. Garnier, H. Gauvin, W. Sebaoun. Section efficace de la réaction 12c(γ, 3α) à 14,8 et 17,6 MeV. J.
Phys. Radium, 1960, 21 (12), pp.893-895. �10.1051/jphysrad:019600021012089300�. �jpa-00236397�
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LETTRES A LA RÉDACTION
SECTION EFFICACE DE LA RÉACTION 12C(03B3, 303B1)
A 14,8 ET 17,6 MeV
Par M. GARNIER, H. GAUVIN et W. SEBAOUN,
Institut du Radium,
Laboratoire Joliot-Curie de Physique Nucléaire, Orsay.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 21, DÉCEMBRE 1960,
1. Principe de la mesure. - On observe le nombre Na
de réactions 12C(Y, 3a) produites dans une zone S d’une
émulsion photographique nucléaire contenant vc atomes
de 12C, irradiée par une dose ny (mesurée en valeur
relative à l’aide d’une chambre d’ionisation) du rayon- nement y de la réaction 7Li(p, y) à la résonance
de 441 keV. Puis on mesure le nombre Noa de réactions
g3Cu(Y, n)62Cu produitçs dans une cible mince de
cuivre, contenant vCu atomes de 63Cu, superposable à
la zone S d’émulsion examinée, irradiée exactement dans les mêmes conditions par une dose nY de rayon-
nement y.
3CU 62CU
La section efficace 6, de la réaction 63Cu(y, n) 62Cu
étant connue, la section efficace a de la réaction
12C(Y, 3a) est donnée par la relation :
!
2. Description de l’expérience. - Nous avons utilisé
un faisceau de protons d’énergie 500 keV, d’intensité moyenne 300 03BCA, obtenu à l’aide d’un accélérateur
électrostatique SAMES de 600 keV, tombant sur une
B cible épaisse de lithium préparée par évaporation sous
vide. La réaction 7Li(p, y) donne deux raies y d’éner-
gies 14,8 et 17,6 MeV. Dans l’angle solide utilisé pour
ce travail (l’angle d’émission des photons avec le
faisceau de protons variant de 0 à 70°) le rapport des
intensités de ces raies est 114,,1,171, = 0,58 (valeur
calculée à partir des mesures de Stearn et McDaniel [1]).
Le rayonnement y était mesuré à l’aide d’une chambre d’ionisation remplie d’argon à une pression
de 120 atm., contenue dans un cylindre de plomb des-
tiné à rendre négligeable le courant dû aux rayons X.
Un amplificateur à condensateur vibrant équipé d’un enregistreur donnait la valeur i(t) du courant d’ioni-
sation à chaque instant d’une irradiation. L’expression ny = i(t) dt était prise comme mesure de la dose de rayonnement y reçue par la cible.
La réaction 12C(y, 3a) était observée dans une émul- sion Ilford E1 de 100 y diluée 3 fois, dont la teneur en
carbone est de 50 % environ plus élevée que celle des émulsions normales. Le dosage du carbone dans la plaque que nous avons utilisée, effectué par le Service Central de Microanalyse du C. N. R. S. (1), a donné (1) Nous remercions M. Lévy, Directeur du Service Central de Microanalyse du C. N. R. S. d’avoir bien voulu
faire ce dosage. ,
une teneur de 0,422 g de carbone par cm3 d’émulsion.
Nous nous sommes servis de la courbe parcours- énergie calculée par Bogaardt et Kondijs [3], dont nous
avons vérifié les points E = 6,08 MeV et 8,78 MeV,
à l’aide des rayons oc de ThC et Th C .
MESURE DE Na. - Nous avons admis qu’une « étoile»
à 3 branches observée était due à une réaction 12C(y,3çc-) lorsqu’elle répondait aux conditions suivantes :
1) Soit £Eoe la somme des énergies des 3 particules oc.
S’il s’agit d’une réaction 12C(y, 3a), le photon qui l’a provoquée avait ùne énergie
étant le seuil de la réaction. La figure 1 montre la
FIG. 1. - Distribution des étoiles en fonction de Ey.
Nombre d’étoiles par intervalle de 0,5 MeV.
distribution des étoiles retenus en fonction de Ey.
Pour ces étoiles Ey correspond, à une approximation compatible avec les fluctuations de parcours et les
erreurs de mesure, aux deux raies y de 14,8 et 17,6 MeV.
Quelques-unes (6 sur 814) pourraient être dues à une
raie de 12,5 MeV signalée par quelques auteurs [4], [5].
2) Soit Pa le module de la somme des quantités de
mouvement des 3 particules oc, et Py le module de la quantité de mouvement du photon responsable de la
réaction. Pa doit être égal à Py à une approximation compatible avec les erreurs de mesure. En pratique, la
distribution des Pa observés était bien centrée sur PY,
et nous avons retenu les événements pour lesquels Pa 4Py pour la plaque I et Pa 3Py pour la plaque II.
.LTn certain nombre de réactions 12C(y, 3oc) donnent
une étoile dont l’une des branches sort .de l’émulsion,.
et qui ne peut donc- être reconnue à l’aide des critère’s,
ci-dessus. La proportion de ces réactions, calculée par,
la méthode de Goward et Wilkins [4], était de 0,20. l
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019600021012089300
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Cette valeur coïncide avec la proportion observée
d’étoiles dont l’une des branches traverse le plan
médian de l’émulsion : ’
MESURE DE Ncu. 2013 Les cibles de cuivre naturel
(proportion en poids de l’isotope ssCu = 0,69.) uti- lisées pour cette mesure étaient des carrés de 1 cm
de côté et 0,05 mm d’épaisseur, superposables à la
zone dépouillée dans chacune des deux plaques irra-
diées. Les cibles étaient irradiées à intensité cons-
tante pendant 20 min et leur activité 9 mesurée à
l’aide d’un compteur proportionnel 4r.
63 62
Pour calculer le nombre de réactions "Cu(y, n)G2Cu
s’étant produites dans la cible, à partir du nombre de
désintégrations enregistrées par le compteur 4r, nous
avons fait les corrections tenant compte :
de l’activité du 64Cu, de période 12,8 heures, dû à la
réaction 6r.Cu(y, n) ; de l’absorption des r’ayons p dans
la cible, mesurée avec le compteur utilisé pour cette
expérience [6] ; de la fraction des noyaux de 62Cu qui se désintègrent par capture électronique.
3. Résultats. - Nous avons examiné deux plaques,
irradiées à plusieurs mois d’intervalle, et pour chacune fait trois mesures d’activation d’une cible de cuivre. Les résultats obtenus sont les suivants :
Les limites d’erreur indiquées comprennent l’erreur
sur Na. et les erreurs de mesure du rayonnement y et de l’activité des cibles de cuivre.
La réaction 63Cu(y, n) a fait l’objet d’un grand
nombre de travaux. Cependant les valeurs de la sec-
tion efficace à 14,8 et 17,6 MeV publiées jusqu’ici pré-
sentent une forte dispersion, bien supérieure aux
erreurs de mesure admises par les différents expéri-
mentateurs. La meilleure concordance entre la valeur de la section efficace de la réaction 12C(Y, Soc) à 17,6 MeV déduite dé nos mesures, avec les résultats
publiés antérieurement (tableau I) est obtenue en
TABLEAU 1
prenant pour sections efficaces de la réaction 63Cu(y, n)
à 14,8 et 17,6 MeV les valeurs 6Cu(14,8) = 51 mb et ocu(17,6) = 98 mb. Ces valeurs sont la moyenne des résultats obtenus à l’aide du rayonnement de frei-
nage [7j, 181, [9], l101; [11], mieux groupés mais systé-
matiquement plus élevés que ceux obtenus à l’aide des raies y de la réaction ’1Li(p, y).
Pour l’ensemble des deux plaques, le rapport du
nombre de réactions 12C (y, 3a) dues aux raies de 14,8
et 17,6 MeV est : N,,,(14,S) JN,,,(17,6) = 0,134 :!: 0,019.
De ce rapport on déduit pour le rapport des sections efficaces.
1...,.,.--.. ---. ----
la marge d’erreur indiquée ne comprend pas l’incer- titude sur la valeur du rapport 114,8//1;,6.
Ces données permettent de calculer les sections effi-
caces de la réaction 12C(y, 3oc) à 14,8 et 17,6 MeV :
Les limites d’erreur indiquées ne comprennent pas l’incertitude sur les valeurs de o-cu(14,8) et 03C3Cu(17,6) adoptées. Étant donné la grande dispersion des valeurs
proposées pour ces sections efficaces et la part d’arbi-
traire entrant dans le choix que nous avons dû faire,
il est possible que les sections efficaces de la réaction
12C(y, 3a) que nous donnons soient entachées d’une
erreur systématique importante, supérieure même à
nos erreurs de mesure.
Lettre reçue le 8 novembre 1960.
BIBLIOGRAPHIE
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895
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TRANSMISSION D’UNE LAME PRISMATIQUE
DE TRÈS PETIT ANGLE
POUR UNE RADIATION INFRAROUGE
MONOCHROMATIQUE
Par Robert DUVERNEY,
Laboratoire de Physique, Montpellier.
Nous avons montré dans un article précédent [2] que le mécanisme de la polarisation par les lames de sélé-
nium est de nature interférentielle. L’élément pola-
risant [1], qui est la lame de sélénium obtenue par
vaporisation sous vide, est, approximativement, un prisme d’angle inférieur à 5 cent millièmes de radian.
Le calcul est donc plus simple que celui de Kinosita [3] : chaque élément de lame dS entourant un point où l’épaisseur est e ayant une transmission donnée par la
fonction d’Airy :
Le récepteur infra-rouge étant intégratif, son élon- gation est proportionnelle au flux total qu’il reçoit :
1 Nous faisons actuellement le calcul dans le cas d’une radiation monochromatique, le diaphragme étant un rectangle dont l’un des côtés est perpendiculaire à la ligne de plus grande pente du prisme ; el et e2 étant
les épaisseurs extrêmes, on a :
On utilise, aussi, par la suite, les notations :
Une intégrale, uniforme et continue de la fonction
d’Airy est, à un facteur multiplicatif près :
La transmission est donc :
mi et M2 sont les points d’abscisses pi et q>2 de la courbe 1>( Cf) (voir figure). Une courbe quelconque
FIG. 1.
résulte de translations égales à K2r J2 de la por- tion (0, 2Tt) parallèlement à la première bissectrice les points 0 sont des centres de symétrie, la courbe en
médaillon (0, 7r) admet un axe de symétrie paral-
lèlement à la seconde bissectrice. Les courbes sont, aplaties sur la première bissectrice, pour les faibles valeurs de R, et voisines d’une ligne brisée pour les valeurs de R voisines de I (les points S et S’ Venant
aux sommets des carrés de côté 1t).
Le calcul montre que les valeurs de X qui annulent
la dérivée dé T(X) par rapébrt à la longueur d’onde correspondent à une « phase moyenne » (P3 très voisine de la phase au centre de la lame, yo, et très voisine de 2 Kn pour les maxima, et de (Z.K + 1)r pour les minima (du moins lorsque C?2 - pi est 2r).
La valeur des extrema est donc dans ce cas :
Ces maxima et ces minima deviennent égaux entre eux
est 1 quand . atteint la valeur 2r il y a
