Sur l'intervention du cortège électronique en émission α

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Sur l’intervention du cortège électronique en émission α

P. Benoist-Gueutal

To cite this version:

486

loi de Weiss avec les constantes de Curie

_rapportées

à un atome de fer

et les

_points

de Curie

Les

_points

relevés dans le domaine de

_{l’hydrogène}

liquide

se

_placent

très au-dessous des droites de

Weiss ainsi définies.

Depuis

lors,

les mesures ont été étendues

jusqu’à

20 K. Les

_quatre

_points

relevés entre 2

et 20° K se

_placent

bien sur une droite dans le dia-gramme de

Weiss (Ix,

T

Aux basses

_{températures,}

les constantes

magné- ,

tiques

ont,

pour les deux

substances,

les valeurs suivantes :

Les nouveaux

_points

de _{Curie sont peu}

_éloignés

du zéro absolu. Ceci _{montre que,} au moins

_après

couplage

des

moments,

les interactions de molécule à molécule

sont faibles. A toutes les

_{températures,}

le coefficients

d’aimantation est

_indépendant

du

_champ.

On

_{peut admettre,}

_pour

_interpréter

l’ensemble des

résultats,

qu’à

haute

_{température,}

les moments des trois atomes de fer contenus dans une même molécule s’orientent de

_façon

_{indépendante.}

On observe alors

une constante de Curie

_qui,

bien que

faible,

est encore

acceptable

pour un

_{composé ferrique.}

Dans la

région

située entre 40 et 20°

K,

les trois

vecteurs moment

_magnétique

d’une même molécule

paraissent

se

_coupler

de

_façon

_rigide.

Ce

_couplage

a _{pour effet} de rendre la constante de Curie 19 fois

plus petite

que celle des hautes

_{températures.}

[1] WELO L. A. 2014 Phil.

Mag., I928, 6, 48I.

[2] FOËX G., TSAÏ B. et WUCHER J. - C. R. Acad.

Sc.,

I95I, 233, I432.

Manuscrit reçu le 3 juillet 1952.

SUR L’INTERVENTION DU

CORTÈGE

_{ÉLECTRONIQUE}

EN

ÉMISSION 03B1

Par P.

_{BENOIST-GUEUTAL,}

Institut du Radium. Laboratoire Curie.

Lors d’une émission oc, les électrons du

cortège

de

l’atome émetteur subissent une

_perturbation

dont

l’origine peut

être attribuée à deux causes

_distinctes,

bien que pas entièrement

indépendantes.

D’une

_part,

lors de la traversée de

_l’atome,

la

particule

oc

_peut,

_par un _processus de

_choc,

arracher un ou

_plusieurs

électrons du

_cortège,

laissant ainsi l’atome de recul dans un état

partiellement

ionisé.

D’autre

part,

indépendamment

du _processus de

choc,

le

_cortège

doit

s’adapter

au nouveau

_champ

coulombien du _noyau dont la

charge

est

_passée

de Z

à Z - 2. Si ce

_{changement peut}

être considéré

comme «

_brusque

_», on pourra, en

_principe,

trouver

le

_cortège

dans l’un

_quelconque

des états

_propres

de l’atome final avec une

_{probabilité proportionnelle}

à

f03C803BF

_{(Z) 03C8n, (Z - 2)}

2,

où § o (Z)

décrit l’état initial

du

_{cortège (que}

_{l’on supposera être l’état}

fonda-mental)

et

_{’% (Z - 2)}

le nième état excité de _l’atome

final. Nous

_désignerons

ce _processus sous le nom

d’autoionisation

_{(ou autoexcitation). Si,}

au

contraire,

ce

_changement

de

_charge

est

_lent,

on aura un

pro-cessus

_adiabatique

et les électrons du

_cortège

garde-ront avec une forte

_probabilité

leurs nombres

quan-tiques

initiaux.

Pour discuter du caractère

_brusque

ou lent de la

perturbation,

nous

_adopterons

la

_description

appro-chée du

_cortège

par états

individuels.

_D’après

Pauli

_[1],

ce

changement

_peut

être considéré comme

brusque pour

un

_électron,

relativement à une tran-sition donnée E,, -

_{E f}

si

Nous _{supposerons que le}

_{changement de}

_charge

s’effectue

_pendant

le

_{temps to}

que la

particule

a de

vitesse v met _{pour atteindre l’orbite}

_Ef

de l’électron

et,

de

_plus,

que Z varie

linéairement

avec t,

de Z à Z - 2, entre zéro et

to.

Puisque

nous nous inté-ressons à l’arrachement d’un

électron,

nous

_prendrons

approximativement Ef

= _o,

En

étant

l’énergie

d’io-nisation

_{(en électronvolts)}

de l’électron considéré

dans l’état initial caractérisé par le nombre

_quantique

principal

n. La condition

(1)

de

perturbation brusque

s’.écrit alors

Nous appliquerons

cette formule au cas des par-ticules oc du

21° Po

pour discuter les résultats

expéri-mentaux

présentés

dans la Note

_précédente

de

M. Riou

_[2].

On a, dans ce

cas,

_5,3.I0-2

et l’on

c

trouve que le

_premier

membre de

_{l’inégalité (2)}

est

beaucoup plus petit

que l’unité pour les électrons

K,

L, M,

N du

_polonium.

Si l’on

excepte

le

_phénomène

de

_choc,

on devra trouver l’atome final dans un état

d’énergie

très voisin du

fondamental,

cependant

que

lors de la traversée relativement lente de l’atome par la

particule

oc, le

cortège

lui

emprunte l’énergie

AE

qui

est la différence

d’énergie

de liaison des électrons

périphériques

dans l’état fondamental pour les noyaux de

charge Z -

2 et Z

_{respectivement. L’énergie}

cédée par le noyau lors de l’émission oc est alors

_égale

à

_l’énergie

de la

particule oc augmentée

de

_l’énergie

de recul du _noyau

_(-

Io3

_keV)

et de 3E

_(-

32

_keV).

Seul le

_phénomène

d’ionisation interne par la

particule

a permet

donc

_{d’expliquer}

les résultats

expérimentaux.

Il en serait de même pour tous les émetteurs Y. connus _pour

lesquels -

est du même

c

ordre de

_grandeur.

Nous

_signalerons

enfin

_{qu’en émission p}

les conclu-sions

_peuvent

être

_{qualitativement}

différentes. La

487

condition de

_{perturbation brusque s’obtient,}

dans

ce cas, en _{divisant par} 2 le

_premier

membre de

l’iné-galité (2).

Or,

pour la

plupart

des

_{électrons g, elv}

est de l’ordre de l’unité et le

_changement

de

_charge

peut

être considéré comme

_brusque

dans un

_grand

nombre de cas.

[1] PAULI W. 2014 Handbuch der _{Physik, 24/I, Springer,} Berlin,

I933, 2e éd., p. I63.

[2]

RIOU M. 2014 J.

Physique

Rad., I952, 13, 480.

Manuscrit _{reçu le 4}

_juillet

_1952.

SUR L’EXCITATION DU

CORTÈGE

ÉLECTRONIQUE

LORS DE LA

DÉSINTÉGRATION

03B1 DU POLONIUM 210

Par Michel RIOU.

Institut du Radium. Laboratoire Curie.

Dans une

_publication

récente

_[1],

nous avons

exposé

les résultats

_{expérimentaux}

sur _les rayon-nements _y et X émis par le

_polonium

210 et nous avons alors

_supposé

_que le

_rayonnement

K du

_plomb

était émis à la suite de la conversion interne du

rayonnement

y de

80o keV,

tandis que le

rayon-nement L était dû à l’excitation par les rayons oc

d’atomes de

plomb présents

initialement dans la

source. Ces

_{interprétations}

ne

_peuvent

être retenues. En efiet :

10 Les

expériences

de de

Benedetti

et Kerner

_[2]

sur les corrélations

_angulaires

oc -

y montrent que

le

rayonnement

y de 80o keV est un

_quadripôle

électrique.

Si l’on tient

compte

de l’intensité de ce

rayonnement,

(I,6 + 0,2). IO-5/a,

de la valeur

théo-rique

[3]

du coefficient de conversion interne dans la

couche

K,

9. 10-3,

du

_rapport

des coefficients de conversion interne dans lès couches K et L

déter-miné

_{expérimentalement [4],}

_3,7

et,

enfin,

des

rende-ments de fluorescence dans la couche K et

_L,

respec-tivement o,go à

o,95

et

o,3o

à 0,40, on calcule _que les nombres _{par désintégration} de

_{photons K}

et L dus à la conversion du

_rayonnement

y de 800 keV sont

res-pectivement ( 1, 3 ± 0, 2) . I o-’

et

_{(7,3 ±; 9).}

0-8,

alors que l’on observe

_{expérimentalement (1,6}

±

_o,5),

10-6 et

_{(2,6 ± 0,5).}

10-4.

Nous avons

montré,

dans une discussion détaillée

_[5]

que l’existence

hypothétique

d’une raie y autre que celle de 80o

_keV,

_trop

convertie pour être

observable,

ne

_pourra.it

modifier

_beaucoup

l’intensité des

rayon-nements K et L excités par conversion interne.

20 Le

_dosage

_{par la méthode}

_{colorimétrique,}

effectué par M.

Conte,

a _{montré que la} source de

_polonium

que nous avions utilisée contenait moins d’un micro-gramme de

_{plomb : d’après}

les formules

_empiriques

établies

précédemment [1],

l’excitation externe des atomes de

_plomb

_{par les rayons} a

_provoquerait

l’émis-sion de 5 .I0-13

_{photons Kla}

et 2. 10-7

_{photons L/ 03B1.}

Nous devons donc _{admettre que rémission} des

rayonnements

et L du

_plomb

est

_due,

en

_majeure

partie,

à l’excitation des atomes

qui

viennent de

subir la

désintégration

ce 2 1084 Po + 20682 Pb

par Un

phénomène

directement

lié à cette

_{désintégration.}

En tenant

_compte

des valeurs des rendements de fluorescence

₍₁₎

et de la contribution de la conversion

interne,

nos résultats

_permettent

de _{calculer les}

pro-babilités d’excitation des couches K et L au cours

de l’émission a

et

Rubinson et Bernstein

[6]

étaient arrivés à la même conclusion pour

l’origine

du

_rayonnement

L et leurs

résultats conduisent à une

_probabilité

_{PL = 8,8.}

10-4

qui

est en bon accord avec la nôtre. Les résultats

récents de Barber et Helm

_[7]

qui

ont observé

(2,00

±

_o,38).

10-6

_{photons K/oc}

conduisent

₍₂₎

à

une

_probabilité

_ph

= _2,1. 10-6. D’autre

part,

les

résultats

_plus

anciens d’I. Curie et F. Joliot

[8]

conduisent à des

_{probabilités}

d’excitation des

couches L et M

et t

Deux

_{phénomènes pourraient expliquer}

l’exci-tation du

_{cortège électronique}

lors de l’émission ? : :

10 L’ionisation interne

_provoquée

_{par le passage}

de la

_particule

dans le

cortège

de l’atome

_qui

vient de subir la

désintégration;

20 L’autoionisation

provoquée

par le

réarran-gement

du

_cortège

à la suite de la diminution de

charge

du noyau.

Mme _{Benoist-Gueutal [9]} a montré que, dans le cas

de l’émission a, le

réarrangement

du

cortège

doit être

considéré comme un

_phénomène

_adiabatique

et que le

_phénomène

d’autoionisation n’a pas lieu.

Migdal

[10]

a- calculé la

probabilité

d’ionisation interne pour la couche

K;

il obtient

ce

_qui

est en assez

bon accord

avec les résultats

expé-rimentaux. Le même auteur montre

_{qualitativement}

que la

probabilité

doit

augmenter

pour les couches

plus

externes,

ce

_qui

est

_également

_{confirmé par}

l’expérience.

En utilisant les résultats de

_Migdal,

Rubinson et Bernstein ont calculé

soit

Le

_phénomène

_{d’ionisation interne,} outre l’émission de raies

_X,

doit se manifester :

10 Par l’émission

_{d’électrons,}

ce

_qui

_pourrait

expliquer

l’observation par Grâce et al.

_[111

d’élec-trons

_énergiques

d’intensité

_{(I,2 --t o,3). Io-6/03B1,}

élec-(i) Nous avons admis _Wk = o,93 et

tvL = o,33; ivL est

calculé pour z = 82 comme il est

_indiqué

dans un article à

paraître

(J. Physique

Rad.,.

1952)

en _prenant le _rapport

(voir plus bas).

(1)

Ces auteurs

_donnent,

en

_réalité,

p, = ( I ,4 ±

o,35).IO-6