Réactions (p, n) à moyenne énergie

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Submitted on 1 Jan 1962

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Réactions (p, n) à moyenne énergie

G. Albouy, M. Gusakow, N. Poffé, H. Sergolle, L. Valentin

To cite this version:

G. Albouy, M. Gusakow, N. Poffé, H. Sergolle, L. Valentin. Réactions (p, n) à moyenne énergie. J.

Phys. Radium, 1962, 23 (12), pp.1000-1002. �10.1051/jphysrad:0196200230120100001�. �jpa-00236733�

1000.

LETTRES A LA RÉDACTION

PRÉPARATION

^DE MONOCRISTAUX DE FERRITES DE NICKEL

ET

ÉTUDE

DE LEURS

PROPRIÉTÉS MAGNÉTIQUES

Par H. MAKRAM et R.

KRISHNAN,

Laboratoire de

Magnétisme

^{et de}

Physique

^du

Solide,

C. N. R. S., ^Bellevue

(Seine-et-Oise).

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM

’

TOME 23, ^DÉCEMBRE 1962,

Ce travail ^a pour but la mise ^au

point

d’une méthode de

préparation

de monocristaux de ferrites de nickel et l’étude de leurs

propriétés magnétiques.

Une méthode utilisant le PbO ^comme

fondant,

^{a été}

proposée

antérieurement par Remeika

[1]

^et

plusieurs

auteurs :

Yager, Galt,

^{Merritt et}

^Wood [2], Healy [3], Tager,

^{Galt et Merritt}

[4], Healy

^{et Johnson}

[5]

^ont

déjà

étudié les

propriétés

^{de ces}

monocristaux,

^notam-

ment leur

absorption

^{à la résonance}

ferrimagnétique.

En ^ce

qui

^nous concerne, nous avons

préparé

^des

monocristaux de ferrites de nickel ^et de ferrites de

type spinelle

^en utilisant différents fondants et en

parti-

culier un

mélange Pb0-PbF2

^{dans le}

rapport

^{de 3 à} 4

exprimé

^en

pourcentage

moléculaire. Ce

mélange pré-

sente un

eutectique

^{vers 480 °C. Nielsen}

[6]

^l’a

employé

pour

préparer

des monocristaux de ferrites de

type grenat.

Les matières

premières employées

étaient des

produits

^{très purs et}

l’oxyde

de nickel était

exempt

^de cobalt.

Citons à titre

d’exemple

^un

mélange ayant

^comme

composition : PbF2 38,08 ;

^PbO

28,6 ;

^NiO

16,66 ; Fe20316,66 ; exprimé

^en

pourcentage

moléculaire. Ce

mélange

^{est mis en fusion à une}

température proche

^de

1220 °C et cette

température

^{est maintenue}

pendant

3

heures, puis

le refroidissement ^est effectué à raison de 3-4

OC/heure, jusqu’à

^{900 °C. Le} creuset est alors retiré du four ^et les cristaux triés. La

plupart

^des

monocristaux se trouvent ^au fond du creuset. Nous

avons obtenu un rendement de l’ordre de 27

%.

^Les

cristaux dont les

plus

gros ^ont des dimensions attei-

gnant

¹⁰ mm, ont des faces très bien

développées.

L’analyse chimique permet

^{de leur attribuer la formule}

moyenne :

Nio.98 Feô2,oa Fes.04,

, ,

Nous avons effectué

les mesures

de résonance ferri-

magnétique

^sur des échantillons de forme

sphérique

dont le diamètre est voisin de

0,3 à 0,4

^mm.

^La

^forme

sphérique

^{a été} obtenue par ^une méthode

classique

^et

les

ébauches

des

sphères

^{étaient ensuite}

polies

^manuel-

lement avec des

pâtes diamantées

dont les

grains

^ont

des dimensions de l’ordre de _{4 U.}

Les valeurs

de g (facteur gyromagnétique), K, (énergie d’anisotropie magnétocristalline)

^{et All}

(lar-

geur de la raie de résonance

ferrimagnétique)

^{ont été}

déterminées à la

fréquence

de 9 080 MHz. La valeur de

,K1

^{a été calculée à}

partir

des variations

du champ

de résonance ^avec l’orientation.

Le tableau 1 rend

compte

des résultats

obtenus,

^la

valeur de AH étant donnée pour les deux directions

cristallographiques [111]

^et

[100].

TABLEAU 1

Discussion des résultats. ^- Il

apparaît

que ^les valeurs de g ^et

K,

^{sont en} bon accord avec celles indi-

quées

dans lalittérature. Les valeurs de

6.H,

par

contre,

sont inférieures à celles

publiées.

^{La valeur de AH est}

fonction de la direction

d’application

^du

champ

^de

polarisation,

c’est-à-dire que AH est minimal pour l’axe

[100]

^et maximal pour l’axe

[111],

^ce

qui

^{est en}

accord avec les résultats de

Yager

^{et coll. et avec l’ex-}

pression théorique suggérée

par

Clogston [7]

^et par Callen et Pittelli

[8].

Cette diminution de la valeur de AH est

due,

pour

une

part importante,

^{à la faible teneur de}

Fe2+,

^le

fondant utilisé

permettant

^{une mise en solution à rela-}

tivement basse

température.

Lettre _reçue le 23

juillet

^1962.

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Rev., 1960, 119, 1253.

RÉACTIONS (p, n)

^{A MOYENNE}

^ÉNERGIE

Par G.

ALBOUY,

^M.

GUSAKOW,

^N.

POFFÉ,

H. SERGOLLE et

L. VALENTIN,

Laboratoire Joliot-Curie de

Physique

^Nucléaire

Orsay (Seine-et-Oise).

Parmi

tqutes

^{les réactions}

qui

^se

produisent

^{lors du} bombardement d’une cible par des

protons

^de moyenne

énergie,

^{il nous a} paru intéressant d’étudier

spécia-

lement la réaction

(p; n).

^En

effet,

^{cette réaction}

peut

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0196200230120100001

1001

s’interpréter

par les processus suivants : formation d’un noyau

composé

^{suivi de}

l’évaporation

^{d’un neu-}

tron,

^ou bien cascade émettant un neutron et laissant

une

énergie

d’excitation assez faible pour

qu’aucune particule

^ne puisse être

évaporée.

^{Il nous a}

également

paru utile d’étudier ^cette

réaction,

^{car on}

peut

penser actuellement

qu’elle

^se

produit

^{dans tout le volume}

nucléaire,

contrairement à ce

qui

^se passe, par

exemple,

dans le ^cas des réactions

(p, pn) [1].

Nous ^avons déterminé les fonctions d’excitation entre 40 et 150 MeV de la réaction

(p, n)

^{sur les cibles}

suivantes :

IIB, 51V, 65Cu,

^{88Sr et 139La.}

Technique expérimentale.

^- Les irradiations ont été effectuées à des rayons variables dans le faisceau interne du

synchrocyclotron d’Orsay,

^{et ont duré de 5}

à 30 minutes. L’intensité du faisceau de

protons

^était

de l’ordre de 1 à 2

VA.

^{Elle a été} déterminée en utilisant pour

monitorage,

soit la réaction

2’Al(p, 3pn)24Na

^avec

les valeurs des sections efficaces données par Hicks ^et al.

[2],

soit la réaction

12C(p, pn)"C

^avec les valeurs des sections efficaces données par ^{Crandall et al.}

[3],

soit enfin la réaction

12C(p, 3p3n)’Be

^avec les valeurs des sections efficaces données par

Lefort [4].

Les mesures ont été effectuées ^sur des rayon- nements y dont

l’énergie

^{et la}

période

caractérisent les nuclides formés par réaction

(p, n) :

11c T = 20,5 ^mn y de 511 keV

(annihilation

^des

B+ )

5’Cr T

= 27,8 j

y de 320 keV 65Zn T

= 245 j

y de 1,1 ^MeV ssy T

= 105 j

y de 1,85 ^MeV l3sCe

T = 140 j

y de 165 keV

Pour les études du

bore,

^{du strontium et du}

lanthane,

les noyaux résiduels

possèdent

^des

rayonnements

^suffi-

samment

caractéristiques qui permettent

^{une détection}

sans

séparation chimique.

^{Dans le cas du V et du}

^Cu,

nous

avons

dû

procéder

^{à une}

séparation préala-

blement à la

mesure.

^Son

principe repose

^sur

^l’extrac-

tion par solvant sélectif du nuclide étudié :

Zn ⁼ le

cuivre,

^{irradié sous forme}

métallique,

^est

attaqué

par HCI

auquel

^on

ajoute quelques gouttes

de

HNO3

pour faciliter

l’attaque.

L’extraction s’effec- tue

(en

^milieu

HCl 2N)

par la

méthyldiènetrioctylamine

en solution dans le

xylène.

Cr ⁼ le

vanadium,

^{irradié sous forme de}

pentoxyde V205,

^est

attaqué

par ^l’eau

régale.

^{Du chrome entraî-}

neur

(10 mg)

^est

ajouté

^sous forme de chromate de

potassium Cr04K.

^L’hexone

(méthylisobutylcétone)

saturée de HCl 3N extrait le chrome

après ^oxydation

à sa valence VI _par

Mn04K (le vanadium,

^{à la va-}

lence

V,

^{reste en}

phase aqueuse).

Les

isotopes

^{étudiés sont les seuls de}

période

^assez

longue qui

^se forment par irradiation ^{à basse}

énergie (40 MeV).

^Leur

rayonnement

y

caractéristique permet

de mesurer le rendement des

séparations chimiques,

rendement

qui

^{est apparu constant. La}

séparation

^du

zinc extrait

également

^le

^fer,

^{formé par réaction}

(p, 4pxn)

^{ou résultant} de filiations. Le 1-9Fe

(période

45

j) possède

^un

rayonnement

y de

1,1

^MeV

qui

^se

superpose à celui du Zn. Mais il

présente également

^un

rayonnement

^différent

(1,3 MeV) qui permet

^{de mesurer}

la fraction de

rayonnement

^de

1,1

^{MeV à}

^déduire

^de

l’activité

mesurée.

Résultats. ^- Les

figures

^{1 à 5 montrent} les résultats obtenus. L’erreur

peut

^être

importante.

^{Nous avons}

distingué :

Les erreurs relatives :

FIG. 1.

FIG. 2.

Les erreurs absolues :

1002

FIG. 3.

Flc. 4.

F¡G, 5.

Nous ^avons

porté

^{sur les} courbes les ^erreurs rela- tives. Les fonctions d’excitation décroissent lentement

quand ^l’énergie

^des

protons

^incidents

augmente.

^A

150 MeV,

^la section efficace de la réaction

(p, n) pour’

les noyaux moyens est d’environ 15 mb. Elle

présente

une valeur

plus

faible pour les noyaux

légers

^{et lourds}

(232Th(p, n)232Pa

^{8 mb}

[5] ; 197Au(p, n)ls7Hg

⁴

mb) [6].

Il est à remarquer que

51V,

^{88Sr et 139La sont ma-}

giques

^{en neutrons}

(28,50

^{et 82}

respectivement).

^{Le ’}

cuivre,

^{voisin du}

vanadium, présente

^{une fonction}

d’excitation semblable. Il ^ne semble donc pas

qu’un

noyau

magique

^{conduise à} des sections efficaces diffé- rentes des autres.

Cela

peut s’expliquer

par le fait que, ^aux

énergies considérés,

n’intervient que l’interaction

directe,

^le

nucléon

choqué pouvant

être considéré comme libre dans le noyau.

Comparaison

^{avec une} estimation

théorique.

^{- Nous}

avons

essayé

^d’estimer

théoriquement

les valeurs de

ces

sections

efficaces pour des

énergies

^de

protons

^{de 82}

et 156

MeV,

^en

supposant

que le neutron résulte d’une interaction

directe,

^et

qu’il n’y

^a pas

d’évaporation.

Nous avons utilisé _pour cela les calculs à la Monte- Carlo effectués par

Metropolis [7].

^{On a :}

où : ^.

6i

représente

la section efficace

inélastique

^de

réaction des

protons ;

Pi

^la

probabilité

d’obtenir 1 nucléon de

cascade ; n/p

^le

rapport

^{du nombre de neutrons au nombre de}

protons

pour ^cette

cascade ;

Po la probabilité

que

l’énergie

d’excitation résiduelle

après

la cascade soit inférieure au seuil

d’évaporation

d’un nucléon.

Les sections efficaces calculées sont

indiquées

^{sur les}

courbes.

L’évaluation de la

probabilité Po

^{et du}

rapport n 1(n + p)

^à

partir

des résultats

publiés

par

Metropolis

et al. est incertaine et il en résulte une marge d’erreur

importante

^sur les valeurs calculées des sections effi-

caces.

On

peut cependant

^{constater un accord}

généra-

lement satisfaisant entre ces valeurs ^et les résultats

expérimentaux.

Il semble donc que le mécanisme de la

réaction,

au-dessus de 80

MeV,

^soit essentiellement une

cascade simple

^se

produisant

vraisemblablement dans tout le volume nucléaire

(hypothèse adoptée

^{dans les}

calculs de

Metropolis).

Lettre _reçue le 2 octobre 1962.

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