Mesure des sections efficaces (γ, n) de 12C, 16O, 24Mg et 40Ca

HAL Id: jpa-00206372

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Submitted on 1 Jan 1966

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Mesure des sections efficaces (γ , n) de 12C, 16O, 24Mg et 40Ca

J. Miller, C. Schuhl, G. Tamas, C. Tzara

To cite this version:

J. Miller, C. Schuhl, G. Tamas, C. Tzara. Mesure des sections efficaces (γ, n) de 12C, 16O, 24Mg

et 40Ca. Journal de Physique, 1966, 27 (1-2), pp.8-12. �10.1051/jphys:01966002701-20800�. �jpa-

00206372�

including

^residual interaction between nucleons

by

^{the "}

hole-particle

^méthod.

La résonance

géante

^{dans les} noyaux

légers

^{a été}

étudiée _{par de} nombreux auteurs ces dernières

années,

aussi bien

expérimentalement

^{à l’aide des}

réactions

(y, n) et (~y, p)

^ou par ^mesure

d’absorption

totale,

que

théoriquement

^à

partir

^{du formalisme}

«

trou-particule

^».

Utilisant les

photons monochromatiques

^obtenus

par annihilation ^en vol de

positons [1],

^{nous avons}

mesuré les sections efficaces de

photoproduction

^de

neutrons dans

12C, 160, 24Mg

^et 40Ca. Des ^mesures

préliminaires

^ont

déjà

^été

publiées [2]. Depuis,

^nous

avons amélioré notre

dispositif expérimental

^et

pré-

cisé certains facteurs correctifs. Ceci

explique

^l’écart

entre ces

premières

^{mesures et} les résultats

présentés

ici.

Le

dispositif expérimental

^a

déjà

^{été décrit}

[3], [4].

L’amélioration

la-plus importante

^{concerne le rende-}

ment du détecteur de neutrons. Nous l’avons

porté

^à

(8,4 rb 0,4)

^{X 10-2}

simplement

^en augmentant ^{de 6}

à 24 le nombre de

compteurs

^à

IOBF 3

^{et en choisis-}

sant une

épaisseur

^de

paraffine

^{de 8 cm entre cible}

et détecteur. Le rendement a été déterminé _par référence à la section efficace

(y, n)

^du

bismuth,

mesurée

précédemment [3].

Ce rendement ^est

plus

faible pour les ^mesures concernant 160. Nous utili-

sons alors une cible d’eau et il est nécessaire de tenir

compte

^du ralentissement des neutrons au sine de la cible. En

déplaçant

^{une source} de Po-oc-Be dans la cible d’eau nous avons estimé que le rende-

ment était réduit d’un facteur

1,4.

Les cibles _que nous utilisons sont des

cylindres

^de

15 cm de diamètre dont la masse

superficielle

^est

donnée dans le tableau 1.

Dans ^{tous les} cas, il

s’agit

d’éléments naturels.

Les mesures ont été faites entre le seuil d’émission des

photoneutrons

^{et 26}

^IVIeV, énergie

^maximale que

(1)

^Une

description

^de

l’appareillage expérimental

^et

une discussion

plus

^détaillée des résultats sont

pré-

sentés dans la thèse de l’un de nous : J.

Miller, Thèse, Paris,

^1965.

nous

pouvions ^atteindre

^{avec un nombre de}

photons

raisonnable.

(L’énergie

^des électrons incidents déli- vrés par l’accélérateur linéaire de

Saclay

^{était de}

30 MeV.)

Les résultats sont

présentés

^{dans les}

figures 1, 2,

3 ^et 4. Les barres d’erreurs

indiquées

n’incluent _que les erreurs

statistiques.

^{La valeur absolue de la}

section efficace est entachée d’une erreur

systé- matique

inférieure à 8

%,

due essentiellement à

l’imprécision

^sur le nombre de

photons.

^{Une erreur}

supplémentaire peut

s’introduire si notre détecteur de neutrons est sensible à

l’énergie.

^{Nous avons en}

eff et estimé son rendement ^à

partir

^des

photo-

neutrons d’un _noyau lourd. Ces neutrons sont en

moyenne moins

énergiques

^{que ceux}

^émis

par les noyaux

légers.

Le rendement mesuré avec les neutrons relativement

énergiques

^{d’une source}

de Po-a-Be étalonnée à 15

% près

^{est de}

(9,4 ^~ 1,4)

^{X 10-2. En}

adoptant ^8,4

^X

^10-2,

^la

valeur absolue des sections efficaces que ^nous indi- quons

peut

^être surestimée. Toutefois la section efficace relative en fonction de

l’énergie,

pour ^un même noyau, ^et les sections efficaces

comparées

^d’un

noyau à l’autre ne souffrent _{pas de} ces incertitudes.

Les courbes tracées sur les

figures

^{sont celles}

obtenues par ^le

calcul,

^à

partir

^des

points expéri-

mentaux, en tenant

compte

^de la forme de notre raie de

photons,

^{assimilée à un}

triangle

^de

largeur

à mi-hauteur 400 keV.

La section efficace de 160

présente

^{une structure}

très nette, de ^même que les sections efficaces de 12C.

24Mg

^{et bien} que de

façon

^moins

apparente

Les tableaux

2, 3,

^{4 et la}

figure

⁵

comparent

^la

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01966002701-20800

9

FIG. 1. ^-

6(Y, n)

^{dans 160. Points}

expérimentaux

^{de mars 1962}

(petits

^cercles

^noirs)

et avril 1963

(grands

^{cercles avec croix}

blanches).

La courbe tracée tient compte ^{de la} résolution finie de la raie de

photons (400 keV~.

TABLEAU II

STRUCTURE DE LA RÉSONANCE GÉANTE DANS UQ L’intervalle de mesure est

indiqué

pour

chaque

auteur.

Les

pics

^les

plus

^{intenses sont en traits gras, les}

pics probables

^en

pointillé.

La contribution à la

règle

^{de somme}

dipolaire

^est

indiquée

pour les niveaux

théoriques.

position

^des

pics

que ^nous observons à celles des

pics indiqués

par d’autres auteurs pour diverses réactions :

(y, n)

par des

techniques

différentes de la

nôtre, (p, y)

^et

(y, p)

^et

absorption

totale. Ces divers

résultats,

^{au moins} _{pour les}

pics

^les

plus intenses,

^{sont en assez bon accord.}

Les mesures faites à Harwell

[15],

^en déterminant par

temps

^{de vol le}

spectre

^des

photoneutrons

pro- duits _par ravonnement de

freinage,

^font

apparaître

une structure

beaucoup plus

détaillée que chez la

plupart

^{des autres auteurs.} L’excellente résolution

(

³⁰

keV)

^{de ces mesures}

permet

certainement d’atteindre des détails de la section efficace inobser- vables par ^nous. Les auteurs obtiennent les niveaux d’excitation du _noyau cible en

supposant

^connu l’état dans

lequel

^{est laissé le} noyau résiduel.

L’interprétation

des résultats

expérimentaux

^de

ce genre de mesure n’est sans

ambiguïté

que si la densité des niveaux

pouvant

^être atteints dans le noyau résiduel est très faible et si ces niveaux ^sont bien connus.

Nous

indiquons également,

^{dans les tableaux}

2,

³

et 4 et la

figure 5,

^{les niveaux}

dipolaires

^{calculés à}

partir

du formalisme «

trou-particule

^». Dans l’état actuel de ce

modèle,

^{il ne} faut pas pousser

trop

^loin la

comparaison

^à

l’expérience. Actuellement,

^ces

calculs utilisent les fonctions d’onde d’un oscillateur

harmonique.

^Ce

puits,

^de

profondeur infinie,

^ne

peut

décrire _que des états liés discrets alors que la ^réso-

nance

géante

^{se situe}

toujours

au-dessus du seuil d’émission de

particules.

^{En toute}

rigueur

^{il serait}

nécessaire de

prendre

pour ^états de base de

l’espace

de

diagonalisation

^{les états liés et les états du conti-}

nuum d’un

puits

fini. Des calculs sont en cours dans

ce sens

[42].

Cependant,

^la

comparaison

^entre

l’expérience

^et

les

prévisions

^actuelles

^permet

^{de constater que la}

structure en couche du _noyau,

qui

^{est à la base du}

modèle, ^est

apparente

^{dans la résonance}

géante.

^Ceci

est

particulièrement frappant

^{dans 160}

qui

^se

prête

le mieux ^au calcul : noyau ^à couche

fermée,

compo-

FIG. 2. ^-

a(y, n)

^dans 411 Ca. Points

expérimentaux

d’avril 1962

(petits

^cercles

noirs)

et mai 1963

(grands

^{cercles avec croix}

blanches).

La courbe tient compte ^{de la}

largeur

finie de la raie de

photons (400 keV).

’

TABLEAU III

STRUCTURE DE LA RÉSONANCE GÉANTE DANS 40Ca

(cf.

tableau II pour la

légende)

* Calculs tenant compte ^du

champ

coulombien.

11

FIG. 3. ^-

n)

dans 12C. Points

expérimentaux

d’avril 1962. La courbe tient compte ^{de la}

largeur

finie de la raie de

photons (400 keV).

TABLEAU IV

STRUCTURE DE LA RÉSONANCE GÉANTE DANS 12C

(cf.

tableau II pour la

légende)

sée de peu de nucléons ^et pour

lequel

^le

spin

^isoba-

rique peut

^{être considéré comme un bon nombre}

quantique.

FIG. 4. ^-

6(y, n)

^dans

24Mg.

^Points

expérimentaux

^de

mai 1963. La courbe tient compte ^{de la}

largeur

^finie

de la raie de

photons (400 kev).

En ce

qui

^{concerne les sections efficaces}

intégrées

nous obtenons les valeurs

présentées

^{dans le ta-}

bleau 5.

FIG. 5. ^- Structure de la résonance

géante

^dans

21Mg.

Calculs de Nilsson

[9] : rectangles

^{noirs niveaux}

il ⁼

1 ; rectangles

^blancs niveaux il ⁼ 0.

TABLEAU V

(Tint à 26 MeV ^en MeV . mb

Manuscrit _reçu le 2 août 1965.

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