Contribution à l'étude du schéma nucléaire du samarium 151

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Submitted on 1 Jan 1961

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Contribution à l’étude du schéma nucléaire du samarium 151

R. Chéry

To cite this version:

R. Chéry. Contribution à l’étude du schéma nucléaire du samarium 151. J. Phys. Radium, 1961, 22

(10), pp.665-668. �10.1051/jphysrad:019610022010066501�. �jpa-00236538�

665

Remarque.

Le temps ^{de vie du premier état}

excité de 141pr étant relativement long :

on

ne peut pas écarter ^avec certitude une certaine

perturbation éventuelle des corrélations mesurées.

Si une atténuation reste possible, ^{il nous} paraît cependant ^exclu que ^cet effet puisse être respon- sable de la corrélation directionnelle pratiquement

nulle que nous avons trouvée. (En supposant ^un

moment magnéti.que ^maximum donné par les lignes de Schmidt, on y devrait avoir des champs magné- tiques ^{locaux de} l’ordre de 106 gauss). Nos conclu- sions concernant l’applicabilité ^de

l’approxima- tion- § » ^ne

^trouvent donc pas affectées _par

ces considérations. Une information quantitative

sur

des atténuations éventuelles pourrait ^être

obtenue _{par des} mesures de corrélation direction- nelle gamma-gamma ^sur Nd141.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^{Nuclear Date Sheets} (National ^Research Council,

Washington ^D. C.).

[2] ^HOPPES (D. D.) ^et al., Phys. ^Rev., Letters, 1961, 6, 115.

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LE JOURNAL DE

PHYSIQUE

22,

1961,

^665.

CONTRIBUTION A L’ÉTUDE DU SCHÉMA NUCLÉAIRE DU SAMARIUM 151

par R. CHÉRY

Faculté des Sciences, Lyon.

Résumé.

L’étude _par la technique ^des compteurs ^à scintillations des rayonnements 03B2 et 03B3 émis lors de la transition 151Pm

151Sm conduit

résultats suivants :

2014

La décomposition ^du spectre 03B3 fait apparaître-des composantes ^à 65,100,170, 205, 240, 27,5, 340, 440, ⁶⁵⁰ et 775 keV.

2014

Le spectre 03B2 ^est complexe

⁵ composantes d’énergie ^{maximum 1} 300, ¹ 115, 960, 860, 485 keV.

2014

L’étude ^des coïncidences 03B203B3 ^et 03B303B3 conduit à situer les niveaux excités du 151Sm à 65, 100,

165, 340, 440, ^{750 et 815 keV.}

2014

La

de vie moyenne ^{des niveaux 65 et 100 keV donne}

03C465 keV ~ 5 .10201410

03C4100 keV ~ 1020149

2014 La

des corrélations angulaires directionnelles donne, pour les séquences suivantes : 275

65 keV : A2 = 0,090

0,011 A4

0,078 ^± 0,011

240 2014 100 keV : A2 = 0,080

0,017 A4

0,062 ± 0,018

1752014165 keV: A2 = 0,180 ± 0,080 A4 = 2014 0,057 ± 0,081

En conséquence, ^les spins 7/2, 9/2,9/2, 7/2, 7/2 ^sont proposés pour les niveaux 0,65, 100, 165,

340 keV du Samarium 151.

Abstract.

Study by scintillation counters of 03B2 ^and 03B3 radiation of transition 151Pm

151Sm

give following ^{results :}

2014

The 03B3 spectra décomposition ^indicates components ^of 65, 100, 170, 205, 240, 275, 340, 440, 650 and 715 keV.

2014

The 03B2 spectra ^{is built} up of five components ^{of maxima} energy ¹ 300, 115, ^{960, 860, 485 keV.}

2014

The study of ^{03B203B3 and 03B303B3} coïncidences leads to the following ^{results for excited levels of 151Sm.}

65, 100, 165, 340, 440, ⁷⁵⁰ and 815 keV.

2014

The lifetime of levels at 65 keV and 100 keV is 03C465 keV ^{~ 5} 10201410 s.

03C4100 keV ~ 1020149

2014

The angular correlation coefficients of the following ^sequences

2752014 65 keV : A2 = 0.090 ± 0.011 A4 = 2014 0.078 ± 0.011

240 2014 100 keV : A2 = 0.080 ± 0.017 A4 = 0.062 ± 0.018 175 2014165 keV: A2

^0.180

^0.080 A4 = 20140.057 ± 0.081

Finally, ^for levels 0, 65, 100, 165, ³⁴⁰ keV of samarium 151, the spins proposed

7/2, 9/2, 9/2, 7/2, 7/2.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010066501

A notre connaissance le spectre nucléaire du samarium 151 (27,5 heures) ^a été peu étudié jus- qu’ici. ^La figure ¹ indique ^{les schémas de désinté-}

FIG. 1.

Schéma 1 : l5lSm ,d’après Rutledge, Cork et Burson.

Schéma 2 : l5lSm d’après Rutledge, ^{Cork et Burson.}

Schéma 3: 151sm d’après Hans, Saraf ^et Mandeville.

gration proposés par Rutledge ^{Cork Burson} [1]

(1952) ^{au terme d’une étude des raies de conversion}

interne au spectrographe magnétique ^{et celui donné}

par Hans Saraf et Mandeville [2] (1955) ^{à la suite}

d’une étude du spectre y et des coïncidences (yy)

par ^la technique ^des compteurs ^à scintillations.

Des divergences apparaissent nombreuses entre

ces schémas (position ^{des niveaux} supérieurs,

ordre des niveaux de 65, 100, ^{165 keV}

^établi expérimentalement, présence discutée d’un gamma de 1 500 keV). ^Il n’y ^{a aucune} information sur

les transitions P.

Nous ^avons repris ^cette étude par la technique

des compteurs ^à scintillations. Les sources de i5iPm étaient obtenues _par irradiation aux neu-

trons de 15°Nd enrichi à 95 %. ^{Nous avons étudié}

les spectres y et p directs, les coïncidences py, ^les

coïncidences _yy, déterminé les loglo f t des transi- tions p, effectué les ^mesures de vies moyennes des niveaux de 65 et 100 keV et réalisé une étude de corrélations angulaires ^des séquences (yy) pouvant aider à une attribution de spin ^aux niveaux excités basse énergie.

Le spectre ^{y direct} (fige 2) révèle l’existence de

FIG. 2.

Spectre y direct du 151Pm.

transitions de 65 keV, 100 keV, 170 keV, ²⁴⁰ keV,

275 keV, ³⁴⁰ keV, ⁴⁴⁰ keV, ^{650 et 715 keV dont}

les intensités relatives sont respectivement ^20-33-

57-23-28-100-28-10-3. Le spectre g direct donne

l’énergie ^{maximum de} la transition la plus énergique.

L’étude des spectres g ^{obtenu en} coïncidences avec chacun des 8 groupes y met ^en évidence 4 autres spectres

A titre d’exemple, ^la figure ^{3 montre le} spectre

obtenu en coïncidences avec les _y de 170 keV et 340 keV. Le tracé des graphiques ^{de Kurie permet}

une détermination de l’énergie maximum du spectre ^{à 5} % près par excès.

Finalement, ^nous établissons _{que la} branche

Po (1 300 keV) alimente ^l’état fondamental alors

que les branches Pl (1 135 keV) P2(960 keV) (33F (860 keV) B4 (485 keV) alimentent respective-

ment des niveaux à 170, 340, ^{440 et 815 keV.}

Un programme de coïncidences (yy) permet ^de

FIG. 3a.

FIC. 3b.

placer les différentes transitions y ^{entre ces niveaux.}

A titre d’exemple, ^{la figure 4 montre} les résultats obtenus dans deux ^cas. La figure ⁵ représente ^le

schéma nucléaire cohérent avec toutes ces données.

Notons la présence ^{de trois} transitions d’énergie

N

65 keV, ^deux d’énergie ^{voisine de 100 keV,}

deux d’énergie voisine de 170 keV (165 ^{et 175} keV)

que la technique ^des compteurs ^à scintillation ne

permet pas d’étudier séparément. ^{Nous sommes}

conduits à prévoir l’existence d’une transition de 35 keV et à placer ^{les niveaux} supérieurs ^{à 750}

et 815 keV.

A partir ^des coïncidences py et,

^l’absence d’informations plus précises, moyennant l’hypo-

thèse simplificatrice que les coefficients de conver-

sion interne sont petits, ^{nous avons pu} estimer les vies _moyennes relatives des divers embranchements

P ^et calculer les log10 f t correspondants.

FIG. 4a.

Coïncidences _yi

100 keV et _Y2 400 keY.

FiG. 4b.

Coïncidences _Yl

100 kev et y> , ^{400 keV.}

La mesure des vies moyennes des niveaux ⁶⁵ et 100 keV obtenues à l’aide d’un convertisseur

temps-amplitude ^en utilisant les séquences y. de

275-65 keV et 240-100 keV conduit aux résultats

suivants (fig. 6).

Entre autre, ces mesures confirment l’ordre d’émission des _{y et} l’existence des niveaux 65 et 100 keV.

Un ensemble d’enregistrement automatique ^de

corrélations angulaires ^{nous a} permis ^{d’étudier les} séquences ^275-65 keV ; ^240-100 keV 175-165 ^keV.

Les résultats sont les suivants :

L’étude de la corrélation angulaire ^{175-165 keV}

a

nécessité des précautions particulières ^{du fait}

de la présence ^{dans le} spectre ^d’un gamma de 340 keV

qui ^entraine

perturbation impor-

tante liée à la probabilité ^non négligeable ^d’une absorption ^{d’un électron} Compton d’énergie

N

170 keV dans l’un des compteurs ^{et de} l’absorp-

tion ^en coïncidence _{du gamma} diffusé d’environ 170 keV dans l’autre compteur, perturbation ^contre laquelle les fenêtres placées ^{sur les} voies lentes ne

peut ^nous protéger.

En définitive les valeurs des long 10 f établissent le caractère interdit ^au 1er ordre AJ

0,1 ^{oui des}

transitions P- ^{en accord avec les états} 5/2+ ^et 7/2- ^des niveaux fondamentaux du 151pm et du 151Sm. Elles permettent de réduire les valeurs

possibles ^des spins des niveaux excités alimentés P ^à 3/2, 5/2 ^ou 7/2 ^et celle des niveaux 65 et 100 keV à 9/2 ^ou 11/2 compte ^{tenu des vies} moyennes mesurées.

Les résultats de corrélation angulaire ^{de la sé-}

quence 175-165 keV. conduisent à attribuer de

façon unique ^aux niveaux 340 et 165 keV le spin 7/2

avec transition _par radiation dipolaire.

De même les corrélations angulaires ^{275-65 keV}

et 240-100 keV suggèrant ^le spin 9 /2 pour les niveaux 65 et 100 keV, les transitions étant mé-

langées Mi + E2.

En résumé, l’ordre des niveaux excités du sama-

rium 151 les plus ^{alimentés est} précisé, l’existence des niveaux à 750 et 815 keV étant établie. L’étude des transitions g conduit à la détermination _pro- bable de leur nature et à rejeter l’attribution

samarium 151 _{du gamma} de 1 500 keV (pollution

FIG. 5.

FIG. 6.

Essai de

de vie moyenne, niveau 1 OOke v.

due au 149pm). L’existence d’une transition de 35 keV est prédite (vérification possible .par spec-

trographie magnétique). Nous effectuons une pre- mière attribution des spins ^des niveaux basse

énergie (fig. 5).

BIBLIOGRAPHIE

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