Fonctions d'excitation à 174° pour la diffusion élastique de particules alpha de 18 à 22 MeV par les noyaux 23Na, 24-25-26 Mg, 27Al, 28Si et 40Ca

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Submitted on 1 Jan 1971

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Fonctions d’excitation à 174° pour la diffusion élastique de particules alpha de 18 à 22 MeV par les noyaux 23Na,

24-25-26 Mg, 27Al, 28Si et 40Ca

J. Lega, P.C. Macq

To cite this version:

J. Lega, P.C. Macq. Fonctions d’excitation à 174° pour la diffusion élastique de particules alpha de

18 à 22 MeV par les noyaux 23Na, 24-25-26 Mg, 27Al, 28Si et 40Ca. Journal de Physique, 1971, 32

(5-6), pp.369-372. �10.1051/jphys:01971003205-6036900�. �jpa-00207087�

FONCTIONS D’EXCITATION A 174° POUR LA DIFFUSION ÉLASTIQUE

DE PARTICULES ALPHA DE 18 A 22 MeV PAR LES NOYAUX

23Na, 24-25-26Mg, 27Al, ^{28Si ET 40Ca} (*)

par J. LEGA et P. C.

MACQ

Centre de

Physique

^Nucléaire

Université de

Louvain, Héverlé, Belgique (Reçu

^{le 16}

janvier 1971)

Résumé. ²⁰¹⁴ Les sections efficaces de diffusion élastique ^de particules alpha de 18 à 22 MeV par les _noyaux 23Na, 24-25-26Mg, 27Al, ^{28Si et 40Ca} ont été mesurées à un angle laboratoire de 174°. Elles sont beaucoup ^moins importantes pour les _noyaux avec excès de neutrons que pour les _noyaux à 4 n nucléons où elles peuvent atteindre 10 fois la section efficace Rutherford à certaines

énergies incidentes.

Abstract. ²⁰¹⁴ Elastic scattering ^cross sections of 18 to 22 MeV alpha particles by 23Na, 24-25-26Mg, 27Al, 28Si and 40Ca were measured at 174° laboratory angle.

They ^are quite weaker for the nuclei with neutrons excess that for the 4 n nucléons nuclei where

they ^{can reach 10} times the Rutherford cross section for several incident energies.

Classification Physics ^Abstracts

12.37

1. Introduction. ^- _{Tant que} les travaux de diffusion

élastique

^de

particules alpha

^se limitèrent à des

régions angulaires dépassant

^rarement

1000,

^{tout laissait}

prévoir

que ^ce

phénomène

n’était sensible

qu’à

^la

surface de la matière nucléaire diffusante

[1].

C’est à Purdue _que les

premières

distributions _angu- laires

jusqu’à

^{1800 furent}

prises [2]

^laissant

apparaître d’importantes

^{remontées de la} section efficace aux

grands angles

pour les _noyaux

12C, ¹⁶⁰

^et

^2°Ne.

Ces travaux furent

complétés

^{à Louvain}

[3]

^{où d’im-} portantes résonances furent mises en évidence dans les fonctions d’excitation de diffusion

élastique

^aux

grands angles

pour les _noyaux 12C et

160.

Des effets similaires furent observés dans la

région

^{du calcium}

où un effort

expérimental ^[4]

^et

théorique [5]

^très

important prit

^{naissance en vue de}

comprendre

^le comportement ^{anormal de la} section efficace à l’arrière.

Les

approches phénoménologiques

^{en termes}

i)

^de

modèle

optique

^{avec terme de résonance}

ii)

^{de domi-}

nance d’un

pôle

^de

Regge

^ou

iii)

^{de modèle}

optique

avec terme

imaginaire dépendant

^{du moment}

angulaire

donnent des accords excellents avec les données

expé- rimentales ;

elles souffrent

cependant

^{d’un manque de}

compréhension

^{de la}

dynamique

^du

phénomène.

Un

point

^{commun semble}

cependant

^se détacher de ces

divers modèles : pour des

énergies particulières

^dans

la voie

d’entrée,

la diffusion

élastique

^aux

grands angles

^semble manifester une fermeture très forte des voies de réaction. Des travaux récents

[6]

^tendent

d’ailleurs

d’expliquer

^cette diminution de

l’absorption,

en l’attribuant à un faible recouvrement en moment

angulaire

^{entre certaines}

particules

incidentes et les différentes voies de réaction

possibles.

En vue de ne pas

particulariser

excessivement les modèles utilisés à la

description

^{de ce}

phénomène

^à

l’arrière,

nous nous sommes efforcés de

compléter

les données

expérimentales

existantes en partant ^{du fait}

que la résonance mesurée pour

4°Ca

est

beaucoup plus

^faible que celles observées

pour 12C ^{et 160.}

^Nous

avons donc mesuré :

i)

^La courbe d’excitation _pour la diffusion

élastique

de

particules alpha

par

4°Ca

entre 18 et 22 MeV afin

d’y

^{détecter la}

présence

éventuelle d’une seconde résonance

plus importante

^{comme c’était}

le cas pour 12C et

160.

ii)

Cette même courbe d’excitation pour ^une série de _noyaux de masses intermédiaires entre celles de

l’oxygène

^et du calcium. La

présence

^d’une

résonance dans

24Mg

^à

^20,6

^MeV

^[7]

^{nous a}

poussé

^{à étendre ces mesures à des noyaux voi-}

sins allant du 23Na ^au

28Si.

2. Méthode

expérimentale.

^{- Le faisceau} de par- ticules

alpha

^du

cyclotron

de l’Université de Louvain est

analysé

^en

énergie

^{et focalisé ensuite sur la cible}

après

passage dans un

jeu

^de collimateurs définissant

une tache de 3 mm x 4 mm.

L’énergie

^{incidente est}

d’environ 22 ±

0,15

^{MeV et est variée} par pas d’en- viron 500 keV au moyen d’absorbeurs en aluminium de

2,7 Mg/CM2

^{situés avant les} collimateurs d’entrée de la chambre à diffusion.

(*) Travail réalisé et subsidié dans le cadre du _programme

Physique Nucléaire des Basses Energies, ^{I. I. S.} N., ^Bruxelles.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01971003205-6036900

370

La mesure de

l’énergie

^s’obtient

grâce

^{à la}

position cinématique

^du

pic

^de diffusion à 400 sur une feuille d’or attenante à la cible.

L’intégration

^{de ce}

pic

permet de normaliser les mesures les unes par rapport

aux autres, la normalisation absolue s’obtenant sans

absorbeur

grâce

^{à la mesure du courant dans une cage}

de

Faraday protégée

des électrons secondaires. Le détecteur est une

jonction

^{au silicium de 300}

Um

située à 1740 dans le laboratoire. Un

jeu

^{de collima-}

teurs lui définit un

angle

solide de

0,2

^{mstér et une}

ouverture

angulaire

variant de

1,50

^{à 20}

d’après

^la

dimension de la tache du faisceau sur la cible en fonc- tion du nombre d’absorbeurs.

L’électronique

^utilisée

est de type conventionnel et sa résolution totale est d’environ 30 keV.

Les cibles de calcium et de sodium sont obtenues par

évaporation

^{sous vide sur un} support ^d’or.

L’épais-

seur de la cible de sodium est évaluée par la ^mesure de la perte

d’énergie

^des

particules alpha

^émises par ^une

source de

241Am.

Les cibles de

magnésium

^sont

pré- parées

^par

laminage

^à froid à l’« Atomic

Energy

Research Establishment » d’Harwell et celle de sili- cium est

produite

^à

partir

^d’une

pellicule

^de quartz soufflée. Le tableau 1 réunit les différentes caracté-

ristiques

^{des cibles.}

3. Résultats

expérimentaux.

^- Les résultats obtenus

sur le calcium 40 sont

présentés

^{dans le tableau II.}

La

figure

^{1 réunit nos mesures aux données de Cra-}

FIG. 1. - Section efficace élastique 40Ca(oc, OC) ^{40Ca à} 174,6° ^{C. M. de} 12,5 ^{MeV à} 28,92 ^{MeV. Les erreurs} indiquées

sont statistiques pour les points ^de 17,9 ^{MeV à} 28,92 ^{MeV. Pour} les autres mesures, une erreur de 10 % ^{a été} attribuée. La

courbe continue donne la section efficace Rutherford.

covie entre 23 et 29 MeV

[4]

^{et à celles obtenues} par Robinson et autres

[8]

^{entre 12 et 18 MeV. Ces der-}

nières ont été

moyennées

par des

gaussiennes

^de

TABLEAU 1

TABLEAU II i

Section efficace

élastique "Ca(oc, a) 4°Ca

^à

174,6°

^{C. M.}

Erreur absolue : 10

%

TABLEAU III

Section efficace

élastique 23Na(oc, a) 23 Na

à 175- C. M. Section efficace

élastique 24Mg(a, a) 24Mg

à 175° C. M.

Erreur absolue :

12 %

^{Erreur absolue :}

8 %

Section efficace

élastique 25Mg(a, a) 2 SMg

à 175° C. M. Section efficace

élastique 26Mg(a, a) 26Mg à 174,9°

^{C. M.}

Erreur absolue : 8

%

^{Erreur absolue : 8}

%

Section efficace

élastique 2’Al(a, a)

^{2’Al à} 174,90 ^{C. M.} Section efficace

élastique 28Si(a, a)

^{28Si à}

174,9°

^{C. M.}

Erreur absolue : 8

%

^{Erreur absolue : 12}

%

372

FIG. 2. ^- Sections efficaces élastiques alpha ^{à 175° C. M. pour}

les _noyaux 23Na, 24Mg, 25Mg, 26Mg, ^{27AI et} 28Si. Les erreurs

verticales sont statistiques ^et les barres horizontales indiquent

la largeur ^en énergie ^{du faisceau} incident. Les courbes continues donnent les sections efficaces Rutherford correspondantes.

250 keV de

large

^à mi-hauteur afin de rendre les réso- lutions

comparables.

^La normalisation de nos mesures est faite sur la valeur ainsi obtenue à

17,9

^{MeV. Une}

erreur absolue de 10

%

^{doit donc être}

ajoutée

^aux

erreurs

statistiques

mentionnées dans le tableau II.

Le tableau III et la

figure

²

présentent

^{les mesures}

effectuées entre le sodium et le silicium. Les barres horizontales

indiquent

^la résolution en

énergie

^du

faisceau incident et les barres verticales les erreurs

statistiques.

^{L’erreur absolue}

indiquée

^{dans le}

tableau III tient compte ^des erreurs sur

l’épaisseur

^de

la cible

(Tableau I),

l’évaluation de

l’angle

^solide

(4 %)

^et

l’intégration

^{du courant}

(5 %).

4. Conclusions. ^- L’allure de la section efficace

aux

grands angles

pour 40Ca montre que, bien

qu’elle

soit _presque

toujours supérieure

^{à la} section efficace

Rutherford,

^{il ne se}

présente

^aucune résonance de

l’importance

^{de celles} mesurées dans les _noyaux

12C

et

160.

La

comparaison

^{des fonctions} d’excitation à 175° C. M. entre les _noyaux allant du sodium au

silicium montre une nouvelle fois

[3], [4]

^{la différence} marquante ^{entre les} noyaux à nombre entier

d’alpha

^et

les autres. Ces derniers

présentent

^{des allures}

légèrement

oscillantes se situant très

près

^{de la} section efficace Rutherford. Pour les _noyaux

24Mg

^et

28Si,

^{l’ordre de}

grandeur

des sections efficaces est de 5 à 10 fois

plus important

^que les valeurs

correspondant

^{à la diffusion}

Rutherford.

La résonance

déjà

^observée

[7]

pour

24Mg

^est

confirmée _par le

présent travail ;

^{une résonance}

plus importante apparaît

^{dans 28Si pour une}

énergie

^inci-

dente à _peu

près

^semblable.

Remerciements. ^- Les auteurs

expriment

^{leur recon-}

naissance à Monsieur E. Stiers _pour avoir assuré la bonne marche du

cyclotron

^ainsi

qu’à

^tous les techni- ciens du C. P. N. L.

qui

^ont

apporté

^{leur concours}

dans la réalisation

expérimentale

^{de ce travail.}

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