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Submitted on 1 Jan 1961
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La désintégration du mésothorium Schémas proposés
J. Tousset, A. Moussa
To cite this version:
J. Tousset, A. Moussa. La désintégration du mésothorium Schémas proposés. J. Phys. Radium, 1961,
22 (10), pp.683-685. �10.1051/jphysrad:019610022010068300�. �jpa-00236546�
683.
LA DÉSINTÉGRATION DU MÉSOTHORIUM 1. SCHÉMAS PROPOSÉS
par J. TOUSSET et A. MOUSSA
Institut de Physique Nucléaire, Lyon et Faculté des Sciences, Grenoble.
Résumé.
2014La découverte et l’étude de raies de conversion de basse énergie et le tracé de droites de Kurie conduisent à divers schémas entre lesquels les difficultés expérimentales ne permettent
pas de choisir de façon absolue.
Abstract.
2014The observation of low energy conversion lines and the Kurie plot lead to several possible decay schemes. Experimental difficulties; prevent la definie choice between them.
LE JOURNAL DE
PHYSIQUE ET LE RADIUM TOME 22, OCTOBRE 1961,
La mise en évidence de raies de conversion à basse énergie, attribuables au MsThl, repose le
problème de sa désintégration, remettant en cause
en particulier l’hypothèse d’un spectre bêta simple
émise par G. Goetze et E. Huster [1].
Ces raies déjà signalées [2], situées à 5,5 et 6,5 keV, apparaissent nettement par comparaison
des spectres du MsTh2 seul et de l’ensemble MsTh1 - MsThz. Une autre raie beaucoup moins
intense se décèle au milieu du groupe Auger L du MsTh2 à l’équilibre, aux environs de 10,2 keV.
De plus, une étude en cours de croissance du MsTh2
au sein de sources de MsTh, initialement pur, per-
met de supposer l’existence de raies à 8,5, 9,5
et 12 keV, par le décalage des sommets des pics
au cours du temps. Ces raies sont confirmées
par l’application de la méthode des moindres carrés
aux comptages effectués pendant des expériences identiques. Cette méthode permet la reconstitution du spectre du MsTh, seul, en tenant compte de la croissance gênante des produits du dépôt actif
du radon, venant du 226 Ra prpsent. La précision obtenue, par suite de la difficultés d’application
dans cette région très riche en raies, est malheureu-
sement médiocre. Le résultat global est représenté
dans le tableau ci-dessous où figure l’interpréta-
tion donnée à ces différentes raies dans l’hypothèse
du schéma 1 que nous verrons plus loin.
TABLEAU
(*) L’épaisseur de la source peut avoir diminué considé- rablement ces chiffres.
Nous avons alors entrepris une étude, du spectre continu, par le tracé d’un diagramme de Kurie,
en utilisant encore l’analyse de la croissance par la méthode des moindres carrés. Une vingtaine de points furent choisis sur une étendue de spectre,
de 7 à 60 keV, dans des régions de pente peu
variable"; chaque point est comptégtune quaran- taine de fois en cours de croissance du MsTh2. Nous
en tirons pour chaque point le taux de comptage
relatif au MsTh, seul avec une incertitude que le
FIG. 1.
calcul fixe de 3 à 20 % suivant les cas. Le dia- gramme de Kurie est alors tracé en supposant, faute d’informations plus précises, que, la transi- tiori est de forme permise. La courbe obtenue
montre une cassure assez nette avec une montée
aux basses énergies, difficilement explicable uni- quement par le phénomène d’absorption due à l’épaisseur de la source. Une décomposition est tentée, qui fait apparaître deux spectres, d’énergie
maxima 40 et 24 keV environ, avec des intensités
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010068300
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relatives de 70 et 30 %. La présence des raies de
conversion intense de la transition de 58 keV du
MsTh2 empêche d’appliquer la méthode au-dessus d’environ 32 keV. Un point peut être pris vers
46 keV dans la « f enêtre » entre les raies L et M,’
mais la précision est très faible à cause de la pré-
sence du radium 226. Il est impossible, d’ailleurs,
d’obtenir une décomposition correcte du diagramme
de Kurie si on fait passer une droite correspondant
à une énergie maxima d’environ 50 keV.
Les deux spectres bêta partiels sont séparés par
une énergie de 16 keV environ, laissant supposer
un gamma que n’explique pas la majorité des raies électroniques trouvées. En effet, les deux princi- pales raies de 5,5 et 6,5 keV peuvent s’interpréter comme étant soit les raies MI,n et MIII d’un gam-
ma de 10,3 keV, soit les raies N et 0 d’un gamma de 6,7 keV. Nous ne pouvons en effet les identifier
comme étant les raies L par suite de la faiblesse du rayonnement XL détecté (0,04 photon L par
désintégration d’après M. Lecoin et al. [3], moins
encore d’après W. Beckmann, cité-par G. Goetze
et E. Huster [1]). Un gamma de 10,3 ou de 6,7 keV
existerait donc én plus de celui de 16 keV éventuel.
L’étude de S. BjOrnholmet al. [4], faite sur le MsTh2
nous apporte un important éclaircissement. Nous
pouvons en effet penser que, les niveaux fondamen-
taux du MsTh1 et du RdTh, tous deux pairypair,
étant 0+, les log (ft) des deux transitions directes successives sont sensiblement égaux, quels que soient le spin et la parité du niveau fondamental du MsTh2. Or, ces auteurs n’ont décelé aucun spectre p direct à l’état fondamental du RdTh.
Si nous supposons une intensité inférieure à 1 %
par exemple pour ce spectre, nous sommes conduits,
pour le MsThl; à une période partielle supérieure
à 104 années, soit un branchement voisin de 10-4.
Nous admettons donc que le spectre bêta le plus
intense et d’énergie maxima la plus élevée (40 keV)
aboutit sur un niveau excité du MsTh2, le retour
à l’équilibre s’opérant par le gamma de 10,3 ou 6,7 keV.
Ce gamma étant certainement très converti, il
est possible qu’il n’ait pas été détecté au compteur
proportionnel par G. Goetze et E. Huster. Leur résultat fixant l’énergie totale maxima du spectre
vers 55 keV conduit donc à préférer le gamma de
10,3 à celui de 6,7 keV Par contre, Lee et Libby [5]
trouvent une répartition d’électrons jusque vers
53 ke V ;’ ceci implique l’existence d’une branche bêta directe plus intense que ne le laisse supposer l’estimation précédente.
Nous sommes donc amenés à construire le sché-
ma 1 qui permet d’expliquer toutes les raies de
conversion trouvées, mais auquel nous pouvons taire l’objection suivante : les raies de conversion de ces trois gamma sont trop peu intenses, leur surface totale ne représente guère que 25 à 30 %
de la surface du spectre nucléaire. Nous pouvons
néanmoins remarquer que ces raies de très basse
énergie peuvent être très étouffées par l’épaisseur
de la source, ce que nous avons bien vérifié sur cer-
taines sources de moins bonne qualité. Quoi qu’il
en soit, cette objecti.on disparait partiellement si
le gamma de 10,3 keV est en réalité de 6,7 keV,
car il peut alors posséder une importante conver-
sion M qui échappe à l’observation. Il en est
d’ailleurs de même dans les deux cas du gamma de 16 keV qui pourrait avoir une forte conversion dans la couche LIII. En vertu de cela, nous ne
pouvons pas éliminer cette dernière hypothèse
.
FIG. 2.
qui conduit au schéma 2, mais l’énergie maxima apparaît alors un peu faible par rapport aux résul-
tats des précédents auteurs et l’interprétation des
raies éventuelles du cross-over de 22,7 keV paraît plus délicate.
Une dernière possibilité est la présence d’un seul
niveau excité de 10,3 keV ou 6,7 keV, la courbure de notre diagramme de Kurie serait due à l’épais-
seur de la source. C’est le schéma 3. Mais l’objec-
tion relative à la faiblesse des raies de conversion
demeure, au moins dans le cas du gamma de
10,3 keV, et dans l’autre cas, on ne peut alors expli-
quer certaines raies de conversion (9,5 et 10,2 keV
en particulier) dont l’existence nous semble assez
sûre.
La séquence de spins figurée sur les schémas est
en accord avec les produits ft des transitions bêta du MsTh1 et le spin 2- de l’état fondamental est
compatible avec les observations de BjØrnholm et
al. sur le MsTh2. Elle n’est cependant proposée qu’à titre d’hypothèse et on ne peut exclure la séquence (3-2-1+), la parité négative n’est d’ail- leurs avancée que par analogie avec d’autres noyaux
impair-impair.
En résumé, l’état actuel de nos recherches ne permet pas de caractériser plus avant le schéma
de désintégration. La difficulté d’obtenir des pio- duits purs sur sources très minces limite nos possi-
bilités d’étude d’un spectre complexe d’électrons
de si faible énergie ; mais nous pourrions mettre
quelques espoirs dans une étude en coïncidence
électrons-électrons.
685
BIBLIOGRAPHIE [1] GOETZE (G.) et HUSTER (E.), Z. Naturforsch., 1958, 13,
no 9, 796-797.
[2] ToussET (J.), J. Physique Rad., 1960, 21, 461.
[3] LECOIN (M.), PEREY (Mlle) et RIOU (M.), J. Physique Rad., 1949, 10, 390.
[4] BJØRNHOLM (S.), NATHAN (O.), NIELSEN (O. B.) et
SHELINE (R. K.), Nuclear Physics, 1957, 4, 313, 324.
[5] LEE (D.) et LIBBY (W. F.), Phys. Rev., 1939, 55, 252.
EXPOSÉ SUR LES NIVEAUX EXCITÉS 0+
Par J. YOCCOZ,
Faculté des Sciences de Strasbourg.
Résumé.
2014Premiers niveaux excités O+ dans les noyaux:
1. Les modèles utilisés et l’énergie d’excitation correspondante.
a) les modèles de type collectif :
2014
modèle 03B1 ;
2014
modèle vibrationnel ;
b) les modèles à particules indépendantes.
2. Les résultats expérimentaux dépendant de l’élément de matrice nucléaire
a) l’excitation coulombienne par électrons ;
b) la durée de vie de désintégration par paires ou conversion interne ; c) comparaison avec la théorie.
3. Les résultats expérimentaux qui peuvent donner des renseignements supplémentaires : émis-
sion de deux photons ;
a) théorie générale de l’émission de deux photons ; b) applications au cas de 16O, 90Zr.
Abstract.
2014First O+ excited levels in nuclei.
1. Models used and corresponding excitation.
a) collective type model :
201403B1 model ;
2014
