Diffusion élastique de deuterons de 11,85 Mev sur Al, Si, P, S

HAL Id: jpa-00236516

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Submitted on 1 Jan 1961

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Diffusion élastique de deuterons de 11,85 Mev sur Al, Si, P, S

G. Demortier, P.C. Macq

To cite this version:

G. Demortier, P.C. Macq. Diffusion élastique de deuterons de 11,85 Mev sur Al, Si, P, S. J. Phys.

Radium, 1961, 22 (10), pp.597-601. �10.1051/jphysrad:019610022010059701�. �jpa-00236516�

597

6CM

^{= 125°}

16’, iilo

^{50’ et 1660 font}

apparaître

^un

ensemble de résonances très

aiguës,

pour des éner-

gies

^des

protons

voisines de

E1ab .

^{- 1900 keV.}

Dans cette

région,

^nous faisons varier

l’énergie

^du

Van de Graaff _par sauts de

0,5 keV.

Les courbes

d’excitation 31P(pp)31P

tracées pour

6CM

^{= 125o}

15’, 1430

^{40’ et 1650} 29’ révèlent l’exis- tence d’au moins 5 résonances. Dans toutes ^ces mesures,

l’énergie

^de l’accélérateur varie

par

^sauts

inférieurs à

2,5

keV. Toutes les mesures ont été

répétées plusieurs

fois afin d’éliminer les erreurs fortuites. Une estimation des erreurs relatives affec- tant nos mesures est en cours.

Nous nous proposons

d’analyser

^{ces résultats}

afin d’étudier les niveaux excités de

150,32 S

^{et 41 K}

correspondant

^aux résonances que nous avons rele-

vées,

^{et en}

particulier

^de déterminer si

possible

^le

spin

^{et la}

parité

^{de ces niveaux.}

BIBLIOGRAPHIE

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[2] HAGEDORN, MOZER, WEBB, ^{FOWLER et} LAURITSEN, Phys. Rev., 1957, 105, ^219.

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[9] WALTER, MALAKHOV, SOROKIN et TARANOV, Bull. Acad.

Sc. (U. ^{R. S.} S.), ^Série Physique, ^tome XXIII, n°, 7,

1959, pp. 856-848.

DIFFUSION

ÉLASTIQUE

^{DE DEUTERONS DE}

11,85

^{MeV SUR} Al, Si, P, ^S Par G. DEMORTIER

(*)

^{et P. C.}

MACQ,

Centre de

Physique

Nucléaire, Université de Louvain, Belgique.

Résumé. ²⁰¹⁴ Nous avons mesuré les distributions angulaires des deutérons diffusés élastiquement

sur 27Al pour ^une énergie ^des deutérons de 11,85 ^{MeV et sur} 28Si, 31P et 32S pour ^une énergie

des deutérons de 11,5 ^{MeV. La} région angulaire ^{étudiée se} situe entre 15° et 152°5.

Abstract. ²⁰¹⁴ We measured the angular distributions of elastically scattered 11.85 MeV deu- terons on 27Al and of 11.5 MeV deuterons on 28Si, ^31P and 31S. These angular distributions were

measured between 15° and 152°5.

LE JOIJRNAL DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM TOME} 22, ^OCTOBRE 1961, ^{PAGE 597.}

Introduction. ^- La section efficace différen- tielle de diffusion

élastique

^{de deutérons par des}

noyaux

légers

^a été mesurée à différentes

énergies [voir bibliographie

^dans

[1], [2], [3]].

Nous avons

repris

^à

11,85

^et

11,5

^{MeV la mesure}

de deux distributions

angulaires déjà

^étudiées

dans cette

région d’énergie :

^2’Al

(11,15 MeV)

et 32S

(10,95 MeV).

^{Nos résultats sont en accord}

avec ceux de Takeda

[1]

pour

27Al ; quant

^{au 32S}

(95 %),

nous avons élucidé une anomalie

apparais-

sant dans ses résultats.

Nous avons

également

^{mesuré la} diffusion élâs-

tique

^de, deutérons de

11,5

^MeV par 28Si

(92 %)

et 31P.

Dispositif expérimental.

^- Le faisceau de deu- térons de

11,85

^{MeV du}

cyclotron

^{du Centre de}

Physique

^{Nucléaire de} l’Université de Louvain

(fig. 1)

^est

analysé

^{par un aimant}

qui

le défléchit de 550 à travers une série de collimateurs vers une

chambre à réactions

circulaire

^{de 60 cm de dia-}

mètre

(fig 2).

Celle-ci

possède

^{un couvercle}

supérieur

^niobile

autour de son axe. A ce couvercle ^sont fixés sui- vant un même rayon deux

compteurs :

^le

premier

du

type proportionnel

^à

remplissage classique Argon-Méthane,

le second un scintillateur CsI de 2 mm

d’épaisseur

^{monté sur}

photomultipli-

cateur RCA 6199. Les deutérons diffusés sur une

cible

placée

^{dans l’axe de la chambre}

doivent,

pour atteindre le scintillateur

(compteur E)

^tra-

verser la chambre

proportionnelle (compteur DE)

où ils y

perdent

^une

partie

^{AE de leur}

énergie.

^Les

signaux

^{des deux}

compteurs

^en coïncidence servent de ^{« verrou » au}

spectre

^{sortant du CsI}

enregistré

sur 200 ^canaux d’un

analyseur

RIDL. Un choix

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010059701

judicieux

du niveau du discriminateur de la chaine DE

permet

d’éliminer du

spectre

^{E une}

grande partie

^des

protons

^de

stripping ; à énergie égale

^{ceux-ci donnent des}

impulsions plus

^faibles

FIG. 1. ^- Géométrie de l’expérience.

que les deutérons suivant la relation

approchée E(AE)

^{= K. Masse.}

Le

moniteur,

^un scintillateur CsI monté sur

photomultiplicateur

^RCA

6199,

^{est fixé au cou-}

vercle

inférieur

^de la chambre et est orienté vers la

cible ;

^son

^axe

^{fait un}

angle

^{de 50° avec} le faisceau incident de deutérons.

L’énergie

^{des deutérons a} été mesurée par la

réaction (d, oc)

^sur

12C ;

^{elle est de}

11,85

^{MeV La}

résolution

actuelle de

l’analyseur

^{est de}

1,5 %,

^fente

d’entrée largement

^{ouverte. Cette mesure a été}

effectuée

^en

plaçant

une source

monocinétique

de

particules

^oc

(Po : 5,3 MeV)

^{à l’entrée} de l’ana-

lyseur.

La résolution totale du

système

de détection est de l’ordre de 4

%.

Le niveau du discriminateur de la chaîne AE

a été choisi tel _{que, à}

40°,

l’efficience du circuit de coïncidence soit 100

%. De

^ce

fait,

^{vers les}

plus grands angles,

^où

l’énergie

des deutérons devient

plus petite

^{et donc AE}

plus grand,

^{cette efficience}

se conserve. Vers l’avant

(6 400)

nous avons

travaillé sans le circuit de coïncidence.

Le

repérage

^de

l’angle

^{0 = 0 a été effectué} par

une mesure de diffusion _par Au

qui

en-dessous de 20° est du

type

Rutherford _pur.

FIG. 2. ^- Chambre à réactions.

F : Fenêtre en lucite ; ;’ C : ^Cible solide ; ^{P :} Compteur

proportionnel

(AE) ; ^{E : .} Compteur’ E ; ^{M :} Moniteur ;

R :

^: Roulement à billes ; ^{A :} Absorbeurs étalons ;

S : Source étalon ; ^{P : Plateau tournant.}

Les eibles. ^- Les seules cibles solides utilisées

sont des feuilles de 2’Al de

type

commercial de

pureté 99,9 %.

Dans les. mesures vers l’avant

(6 40°),

^leur

épaisseur

^{était de}

0,22 mg/cm2,

pour

réduire

le taux, de

comptage ;

^{; elle était de}

1,35 mg/cm2

pour 0 > 40°. Ces cibles solides sont fixes _par

rapport

^à l’axe du’faisceau incident. Leur inclinaison par

rapport

^{à l’axe du faisceau a été}

changée

pour diverses

régions angulaires.

Pour les

expériences

^sur

32S,

^{31P et}

28Si,

^nous

avons

utilisé

des

cibles

_gazeuses de

D2S, PD3

^et

SiH4.

Le gaz est contenu dans une chambre

cylin- drique

^{de 10 cm} de diamètre de bases en laitôn et fermée latéralement par ^une -feuille de

mylar

de 20 _y. La

pression

^à l’intérieur est de l’ordre de 30

cm. Hg.

Comme le moniteur est lui aussi axé

599 sur cette

cible,

^une variation de

pression

^{ne doit}

faire

l’objet

^d’aucune

correction ;

^{nous ne rete-}

nons en effet de son

spectre

que les deutérons diffu- sés

élastiquement

par l’élément étudié. Ainsi ^lors des

expériences

^sur

D 2S,

nous avons constaté ^une

. FiG. 3. - Diffusion élastique de deutérons de 11,85 MeV par 27Al.

polymérisation

du gaz ^sous

l’effet

des radiations.

La chambre _{à gaz} est solidaire du

dispositif

E. AE. La

compteur

^DE

regarde

la chambre à tra-

vers un collimateur. Lors de la

rotation,

^{la fenêtre}

de

mylar

^ne

présente

pas

toujours

^{la même surface}

au faisceau

incident,

^ce

qui augmente

^{sa durée} d’utilisation. Les deutérons

réagissant

^{dans la}

région

^{utile ont une}

énergie

^de

11,5

^MeV.

Résultats. ^- Le bruit de fond assez continu des

protons

^de

stripping et d’évaporation

^{non éliminés}

par le

dispositif

^à coïncidences a

chaque

^{fois été}

décompté.

^L’erreur

statistique

^{sur la mesure est au}

maximum de 3

%,

^mais nous avons évalué à 10

%

l’erreur

globale

^aux

grands angles.

^{Les mesures}

ont été effectuées de la

façon

^{suivante :}

La cohérence des résultats _prouve la

parfaite

stabilité de

l’électronique.

Si certains

points manquent

^{dans une}

distribution,

^c’est que la contri- bution

élastique

^{ne se détachait} pas ^assez claire- ment.

FIG. 4. ^- Comparaison ^{des sections efficaces} différentielles de 27 Al rapportées à la section efflcace différentielle Rutherford à 15 MeV, 13 MeV, 11,85 (écrit par ^erreur

11,87) ^{MeVet 11,15 MeV.}

2’Al

(fig.

^{3 et}

4).

^- Nos résultats sont en

parfait

accord avec ceux de Takeda

[1]

^{obtenus avec des}

deutérons de

llil5

^{MeV et}

comparables à

^ceux

de Cindro

[3]

^{à 13 et 15 MeV}

(fige 4).

28Si et 31P. ^- Les résultats sont donnés aux

figures

5 à 8. La diffusion

élastique

^{de deutérons}

par ^ces éléments n’avait _{pas été} étudiée

jusqu’à

^ce

jour.

32S

(fig.

⁹

et.10).

^{- Nos résultats sont en}

^accord

avec ceux de Takeda sauf dans la

région

^{de 55°}

à’

80o

qui comportait

d’ailleurs une anomalie

[1].

Conclusions. ^- Tout en

soulignant

^{la ressem-}

blance des distributions

étudiées,

^{et la} forte diffu-

élastique de deutérons de 11,5 MeV

par

^{28 Si. FIG. 7. - Diffusion élastique} de deutérons de 11,5 MeV par 31P.

FIG.

_à la section ^6.

- Section

efficace ^efficace différentielle Rutherford à différentielle de 28Si

11,5 MeV.

rapportéa ^{FIG. 8.}

- Section efiicace différentielle de 81P rapportée

à la section efficace différentielle Rutherford à 11,5 MeV.

601

FIG. 9. ^- Diffusion élastique de douterons de 11,5 ^MeV par 325.

sion aux

angles arrière,

^{nous ne} désirons donner

aucun commentaire sur

l’acceptabilité

^{des di-}

verses théories

développées jusqu’à présent ;

^on

en trouvera les références dans les articles cités ici.

FIG. 10. ^- Section efficace différentielle de 32S rapportée

à la section efiicace différentielle Rutherford à 11,5 ^MeV.’

Remereiements. ^-- Nous tenons à remercier M. le Professeur M. de

-Hemptinne

pour l’intérêt

qu’il

^a

porté

^{à ces} travaux et l’I. I. S. N.

qui

^a

subsidié ces recherches. Nos remerciements vont au

personnel

^du

cyclotron, qui

^{a assuré le fonc-}

tionnement de l’accélérateur et à Mme M. Germain- Lefèvre _pour la

préparation

^des cibles gazeuses.

BIBLIOGRAPHIE

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