ETUDE DES SECTIONS EFFICACES DE CAPTURE RADIATIVE DES NEUTRONS DE 14 MeV POUR ONZE NOYAUX ENTRE Si ET Tb

(1)

HAL Id: jpa-00214709

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00214709

Submitted on 1 Jan 1971

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

ETUDE DES SECTIONS EFFICACES DE CAPTURE RADIATIVE DES NEUTRONS DE 14 MeV POUR

ONZE NOYAUX ENTRE Si ET Tb

J. Irigaray, F. Rigaud, G. Petit, G. Longo, F. Saporetti

To cite this version:

J. Irigaray, F. Rigaud, G. Petit, G. Longo, F. Saporetti. ETUDE DES SECTIONS EFFICACES DE CAPTURE RADIATIVE DES NEUTRONS DE 14 MeV POUR ONZE NOYAUX ENTRE Si ET Tb. Journal de Physique Colloques, 1971, 32 (C5), pp.C5b-231-C5b-232. �10.1051/jphyscol:19715132�.

�jpa-00214709�

(2)

ETUDE DES SECTIONS EFFICACES DE CAPTURE RADIATIVE DES NEUTRONS DE 14 MeV POUR ONZE NOYAUX ENTRE S i ET Tb

J . L . I r i g a r a y , F. Rigaud, G.Y. P e t i t , G . Longo:: e t F. Saporetti::

Centre d'Etudes N u c l é a i r e s de Bordeaux, l e Haut Vigneau 33

-

Gradignan ::Comitato Nazionale Energia Nucleare, Centro d i C a l c o l o , Bologna, I t a l y

Résumé : Nous avons e n r e g i s t r é l e s s p e c t r e s de r a i e s gamma i s s u e s de l a c a p t u r e de n e u t r o n s de 14,06 MeV dans onze noyaux. Les r é s u l t a t s s u r l e s s e c t i o n s e f f i c a c e s d i f f é r e n t i e l l e s e t t o t a l e s o n t é t é comparés avec l e s p r é d i c t i o n s t h é o r i q u e s . I l n ' a p p a r a î t pas d ' i n f l u e n c e due aux nombres magiques de n e u t r o n s dans l a v a r i a t i o n de c e s s e c t i o n s e f f i c a c e s de c a p t u r e r a d i a t i v e .

A b s t r a c t : Gamma r a y s p e c t r a £rom t h e r a d i a t i v e c a p t u r e of 14,06 MeV n e u t r o n s i n e l e v e n n u c l e i a r e i n v e s t i g a t e d . R e s u l t s on d i f f e r e n t i a l and t o t a l c r o s s s e c t i o n s a r e compared with t h e o r i t i c a l p r e d i c t i o n s . It does n o t appear any i n f l u e n c e due t o n e u t r o n magic numbers i n t h e s e c r o s s s e c t i o n s v a r i a t i o n s .

Les expériences de c a p t u r e r a d i a t i v e de n e u t r o n s de 14 MeV par des noyaux moyens ou l o u r d s , montrent l ' e x i s t e n c e d'un grand nombre de photons de h a u t e é n e r g i e dans l e s p e c t r e gamma. Nous cher- chons à é t u d i e r ce r é s u l t a t q u i n e s ' e x p l i q u e pas p a r l e s mécanismes de noyau composé ou d ' i n t e r a c - t i o n d i r e c t e . P a r a i l l e u r s , c e type d'expérience e s t d'un grand i n t é r ê t pour l e s problèmes de b l i n - dage de r é a c t e u r s n u c l é a i r e s (3 r d Conference on Neutron Cross S e c t i o n and Technology, Knoxville, March, 1971).

Les données expérimentales s o n t r e l a t i - vement peu nombreuses dans c e domaine e t des e s t i - mations t h é o r i q u e s complètent jusqu'à p r é s e n t l ' a b s e n c e de r é s u l t a t s dans c e r t a i n s noyaux. Le b u t de ce t r a v a i l e s t a l o r s d ' é t e n d r e nos connaissances s Ù r l e s s p e c t r e s gamma p a r c a p t u r e de neutron e t de l e s comparer avec l e s p r é d i c t i o n s t h é o r i q u e s nou- v e l l e s .

Une ntéthode de tempg de v o l ⁽1 ) permet d ' e n r e g i s t r e r l e s p e c t r e de rayonnements gamma avec un bon r a p p o r t s i g n a l s u r b r u i t . Les n e u t r o n s s o n t p r o d u i t s p a r l a r é a c t i o n 3 ~ ( d , n ) 4 He à Ed = 200 keV.

L ' i n t e n s i t é des deutons e s t 2 pA. Les p a r t i c u l e s s o n t d é t e c t é e s p a r un s c i n t i l l a t e u r p l a s t i q u e NE 102, couplé à un p h o t o m u l t i p l i c a t e u r 56 AVP. L'éner- g i e c i n é t i q u e des n e u t r o n s u t i l i s é s e s t

En = 14,06

+

0,01 MeV. Les éléments à é t u d i e r s o n t contenus dans des c y l i n d r e s de 3 cm de diamètre s u r 5 cm de long. Les r a i e s gamma s o n t d é t e c t é e s avec un c r i s t a l c y l i n d r i q u e INa(t1) de 12,7 cm x 12,7 cm couplé à un p h o t o m u l t i p l i c a t e u r XP 1040. Les impul- s i o n s i s s u e s du d é t e c t e u r gamma s o n t e n r e g i s t r é e s dans un analyseur m u l t i c a n a l q u i e s t débloqué p a r un s i g n a l de coïncidence r a p i d e . Le temps de

r é s o l u t i o n du spectromètre e s t é g a l à 3 x 10-'s.

Nous avons obtenu un bon accord e n t r e l ' e x p é r i e n c e e t l a t h é o r i e en c o n s i d é r a n t à l a f o i s l e s processus d i r e c t s e t c o l l e c t i f s (21. Dans l e modèle à c a p t u r e d i r e c t e ( 3 1 , l e neutron i n c i d e n t e n t r e dans une o r b i t e du modèle en couches du noyau c i b l e e t un photon e s t émis. Dans l e modèle

semi-direct ( 4

,

⁵¹ou c o l l e c t i f (61 l e processus de c a p t u r e e s t d é c r i t p a r une i n t e r a c t i o n e n t r e l e neutron i n c i d e n t e t l e noyau c i b l e menant à un é t a t i n t e r m é d i a i r e avec l a p a r t i c u l e dans un é t a t l i é e t l e noyau e x c i t é dans un é t a t de l a résonan- ce géante d i p o l a i r e . Bien s û r , à b a s s e é n e r g i e , l e processus p a r noyau composé prédomine.

Dans n o t r e modèle nous avons i n c l u s l e processus d i r e c t e t c o l l e c t i f a i n s i que l e u r terme d ' i n t e r f é r e n c e ( 7

,

81. En ce q u i concerne l e s s e c t i o n s e f f i c a c e s d i f f é r e n t i e l l e s en f o n c t i o n de l ' é n e r g i e , nos c a l c u l s r e p r o d u i s e n t a u s s i b i e n l a forme que l ' a m p l i t u d e d e s s p e c t r e s expérimentaux sans q u ' i l s o i t n é c e s s a i r e d ' i n t r o d u i r e des para- mètres supplémentaires (en cours de p u b l i c a t i o n ) .

**E*(M@v)**

r ⁶

Î Î ¹ Î Î

^O

¹

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19715132

(3)

J. L. IRIGARAY ET AL.

Le s p e c t r e expérimental émis p a r c a p t u r e d e n e u t r o n s de 14 MeV p a r l e rhodium e t l e s p e c t r e c a l c u l é s o n t p o r t é s , à t i t r e d'exemple, s u r l a f i - g u r e l , mais nous avons également des r é s u l t a t s pour l e s noyaux s u i v a n t s : S i

,

Co

,

Rb

,

S r

,

Y

,

Nb

,

Cs

,

La

,

Ce e t Tb. Les s p e c t r e s s o n t t r a c é s en f o n c t i o n de l ' é n e r g i e du photon émis e t de l ' é n e r - g i e d ' e x c i t a t i o n r é s i d u e l l e du noyau f i n a l ; l e s c e n t r e s de g r a v i t é des niveaux à une p a r t i c u l e s o n t i n d i q u é s par des f l è c h e s .

En ce q u i concerne l e s s e c t i o n s e f f i c a c e s t o t a l e s , l ' a c c o r d e s t s a t i s f a i s a n t q u e l que s o i t l e noyau c i b l e , en p a r t i c u l i e r , indépendamment de son nombre de neutrons. Par c o n t r e , l e s v a l e u r s i s s u e s de méthodes d ' a c t i v a t i o n , d i f f è r e n t sensiblement d'un noyau à l ' a u t r e (91. Les processus que nous avons i n d i q u é s rendent b i e n compte des r é s u l t a t s dans l a région des nombres magiques, mais pour l e s noyaux déformés, l e s r é s u l t a t s t h é o r i q u e s s o n t d'un o r d r e de grandeur i n f é r i e u r s p a r r a p p o r t aux r é s u l - t a t s expérimentaux 191.

Nous avons p o r t é s u r l a f i g u r e 2 nos v a l e u r s e x p é r i m e n t a l e s e t l e s courbes de v a r i a t i o n moyenne pour l'ensemble des r é s u l t a t s a c t u e l s (91.

Cvelbar j u s t i f i e c e désaccord e n t r e l e s deux métho- des p a r l e f a i t que l e s mesures p a r a c t i v a t i o n cou- v r e n t l a d é s e x c i t a t i o n p a r noyau composé v e r s l e s é t a t s l i é s e t non l i é s du noyau f i n a l ; l e s c a l c u l s t i e n n e n t compte seulement de l a c a p t u r e r a d i a t i v e

de n e u t r o n s c o n d u i s a n t v e r s des é t a t s f i n a u x l i é s p a r émission d'un photon q u i correspond à l a mesu- r e d e s s p e c t r e s d i r e c t s gamma. A i n s i l a d i f f é r e n c e p e u t ê t r e due à l a d é s e x c i t a t i o n en cascade à t r a - v e r s l e s é t a t s non l i é s du noyau f i n a l . On peut

( 1 1 Rigaud (F.) t h è s e 3ème c y c l e , U n i v e r s i t é de Bordeaux

,

1970

l . l . l . l . l .

Nombre de neutrons

l . l .

N 20 $0 60 80 ^{100 120}

fig . 2

a u s s i p e n s e r que dans l e s mesures p a r a c t i v a t i o n , d ' a u t r e s r é a c t i o n s comme (n,2n)

,

(n,pn) e t c . pro- d u i s e n t des n e u t r o n s de b a s s e é n e r g i e dont l a sac- t i o n e f f i c a c e de c a p t u r e e s t beaucoup p l u s é l e v é e : c e c i c o n t r i b u e a l o r s dans l a mesure de o ( n , y) qui ne c o r r e s p o n d r a i t p l u s a i n s i à c e l l e pour

En = 14 MeV.

En f a i t , l e s r é s u l t a t s des c a l c u l s dé- pendent fortement des v a l e u r s des

aram mètres

des é t a t s l i é s , c o n t i n u s e t de résonance géante dipo-

l a i r e u t i l i s é s : de nombreuses données expérimen- t a l e s p o u r r o n t mieux p r é c i s e r c e s paramètres.

BIBLIOGRAPHIE

151 Lushnikov (A.A.) e t Zaretsky (D.F.) Nucl. Phys.,1965,

s,

35

1 21 Rigaud (F .)

,

R o t u r i e r ( J .)

,

I r i g a r a y (J.L.)

,

(61 Clément (C.F.), Lane (A.M.) e t Rook (J.R.) P e t i t (G.Y.), Longo (G.) e t S a p o r e t t i (F) Nucl. Phys

.,

^1965,

66,

²⁷³

Nucl. Phys., 1970,

a,

^243-260 (71 Longo (G) e t S a p o r e t t i (F)

131 Lane (G.M.) Nucl. Phys., 1959,

2,

625 ; N u o v ~ Cimento, 1968,

s,

264

Lane (A.M;) e t Lynn (3.E.) (81 Longo (G) e t S a p o r e t t i (F.)

Nucl. Phys., 1 9 5 9 , z , 646 Nucl. Phys., 1967,

M,

503

141 Brown (G.E.), Nucl- Phys., 1964,

z,

³³⁹ (91 Cvelbar (F.), Hudoklin (A) e t Potokar (M.) Nucl. Phys., 1970,

m,