CEA-N-1798 NEANDC(E)I65'L" INDC(FR) - 6/L Not; CEA-N-1798 ...
CEA-N-1798 NEANDC(E)I65'L" INDC(FR) - 6/L Not; CEA-N-1798 ...
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<strong>Not</strong>; <strong>CEA</strong>-N-<strong>1798</strong> -<br />
Centre d'Etudes de Bruyères-Ie-Crûtcl<br />
<strong>CEA</strong>-N-<strong>1798</strong><br />
<strong>NEANDC</strong>(E)I65'L"<br />
<strong>INDC</strong>(<strong>FR</strong>) - 6/L<br />
COMPTE RENDU D'ACTIVITE<br />
DU SERVICE DE PHYSIQUE NUCLEAIRE AIRE<br />
1<br />
1<br />
POUR L'ANNEE 1974<br />
- Juin 1975 -<br />
COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE<br />
<strong>FR</strong>ANCE
à<br />
ClA-M-17»» - Service da fhytiqu* Nucléaire<br />
COMTTI «TOO D'ACTIVITE DU SERVICE DE PHTSIQUE NUCLEAIRE POHS L'ASNFE<br />
f»74<br />
iff. - C* --o«pte-rendu iêciïl l'entcubl» dei travauj effectuât au<br />
flfvl et tie M»ytique Nucléaire (CE. iruyéret-le-Chlt*Il pendant l'.nn»;<br />
1*74. Let «eux principaux accélérateur» du Servie», un Van de Crjaff<br />
tatai—
k partir i» r*»ult»ts «xptriaMUmx.<br />
l?*S IHp.<br />
CoaaiitMrUt 1 l'Bo*r(i« At**i4W - Prrae*<br />
1»7S<br />
ComiiMrUt t l'iMTgl* At«t*
- <strong>Not</strong>e <strong>CEA</strong>-N-<strong>1798</strong> -<br />
Centre d'Etudes de Bruyirevle-Chitel<br />
COMPTE RENDU D'ACTIVITE<br />
DU SERVICE DE PHYSIQUE NUCLEAIRE<br />
POUR L'ANNEE 1974<br />
<strong>NEANDC</strong>(E)I65*L*<br />
<strong>INDC</strong>(<strong>FR</strong>>-6/L
PREFACE<br />
Pendant l'année 1974, le Service de Physique S'ucléaire a travaillé dans<br />
les conditions générales telles qu'elles ont été présentées à l'inauguration<br />
officielle de l'ouverture en Décembre 1973 . Les effets bénéfiques aes nesures<br />
de regroupement et d'ouverture qui ont été prises se sont nettement manifestés<br />
au cours de l'année 1974 .<br />
Le regroupement hiérarchique et géographique de physiciens nucléaires<br />
expérimentateurs, théoriciens et évalua'.eurs est incontestablement une source<br />
d'enrichissement grâce aux contacts, discussions et même travaux en commun qui<br />
s'amorcent maintenant nais qui auraient été très difficiles pour ne pas dire<br />
impossibles dans les structures antérieures .<br />
Citons comme exemple les travaux sur les isotopes du Samarium, situés<br />
dans la zone de transition entre noyaux sphériques et déformés . Les propriétés<br />
de ces isotopes sont étudiées à la fois sur le plan expérimental par les dis<br />
tributions angulaires de neutrons rapides diffusés élastiquement et inélasti-<br />
quement et par le spectre des rayons y émis par réactions (n.n'Y) et sur le<br />
plan théorique par des calculs de modèle optique en voies couplées et par des<br />
calculs plus fondamentaux de type Hartree-Fock-Bogoliubov .<br />
L'ouverture est excellente pour la santé scientii que du Service, car<br />
elle permet des échanges avec d'autres laboratoires français et étrangers et<br />
la critique des travaux par des spécialistes . C'est grâce à l'ouverture que le<br />
Service PN a pu recevoir plusieurs collaborateurs étrangers en 1974 et qu'une<br />
coopération a pu démarrer avec des laboratoires étrangers . Ces conditions favora<br />
bles ont permis au Service PN d'augmenter le nombre *t d'améliorer la qualité des<br />
publications et des communications aux Congrès Scientifiques . Elles rendent éga<br />
lement possible l'accès a des échantillons spéciaux qui n'existent pas en France<br />
ni oême en Europe de l'Ouest . C'est ainsi que des travaux ont pu être entre<br />
pris sur des isotopes séparés stables : en particulier des isotopes du Samarium<br />
et du Sélénium, en provenance des USA et de l'URSS respectivement .<br />
I
l'n effort particulier a été accompli dans le domaine des données nuclé<br />
aires en coopération avec la DEDR dans le cadre du Comité des Constantes Nu<br />
cléaire. Pour mieux répondre aux demandes des utilisateurs de constantes nu<br />
cléaires, une activité d'évaluation de données expérimentales a été créée en<br />
1974 venant ainsi compléter les travaux de calculs de sections efficaces déjà<br />
démarrés depuis plusieurs années.<br />
Le programme de mesure et d'évaluation des sections efficaces (n,2n)<br />
dans toute la gamme d'énerpie comprise entre le seuil et 20 MeV a déjà<br />
permis de répondre â une grande partie des demandes formulées par les utilisa<br />
teurs dans ce domaine.<br />
Sur le plan des équipements, il faut noter l'arrêt de deux accélérateurs<br />
le Van de Praaff 2,5 MeV (décision prise en 1973) et le Samês 600 kcV (décision<br />
prise en '974) et l'amélioration ("upgrading") du Van de Graaff Tandew E*t dont<br />
la tension nominale est passée de 6 MV â 7 MV.<br />
A. NICHAO'DON<br />
II<br />
Chef du Service de Physique Nucléaire
- I -<br />
Pages<br />
A - EQUIPEMENTS - 4<br />
A-I- ACCELERATEURS - 5<br />
A-I-I - Van de Graaff Tandem. 5<br />
A-1-2 - Van de Graaff 4 MeV, 6<br />
A-1-3 - Autres machines électrostatiques. 6<br />
A-I-4 - Problèmes particuliers. 7<br />
A-II-ELECTRONIQUE NUCLEAIRE - 10<br />
A-II-I- Automatisation des accélérateurs. 10<br />
A-I1-2- Amélioration dea moyens d'acquisition de données. 12<br />
A-III-INFORMATIQUE - 15<br />
A-III-I- Système d'acquisition et de traitement des données. 15<br />
A-1I1-2- Terminal IRIS 45. 16<br />
A-XII-3- Programme de calcul . 16<br />
A-1V-TECHKOLOGIE - 18<br />
A-IV-I - Laboratoire des cibles . 18<br />
A-IV-2 - Bureau de Dessin et Atelier . 18<br />
A-V -REPARTITION DU TEMPS DES ACCELERATEURS EN 1974 - 19<br />
B - EXPERIENCES ET INTERPRETATION - 20<br />
B-l- ETUDE DE LA DIFFUSION ELASTIQUE ET INELASTIQUE DES NEUTRONS<br />
RAPIDES - 21<br />
B-I-l - Production de neutrons monocinétiques - Utilisation de<br />
cibles gazeuses de Deuterium et de Tritium . 21<br />
B-I-2 - Diffusion dvs neutrons rapides par le carbone . 25<br />
B-I-3 - Etude de la déformation des isotopes pairs de Samarium<br />
par la diffusion dea neutrons . 28<br />
B-I-4 - Diffusion élastique et inélastique des neutrons par<br />
Isa iaotopea pairs de Se . 31<br />
B-I-5 - Etude daa réactions (n,n'y) sur les isotopes pairs de<br />
Se, Ce et de Sm . 34<br />
B-II-ETUPE DES REACTIONS NUCLEAIRES A 3 CORPS - 37<br />
B-H-I- Réaction D(p,pn)P . 37<br />
B-II-2- Réactions D(n,p)2t) . 78<br />
B-II-3- Réaction d+D-»n+p+d . 38
- 2 -<br />
B-III- MESURES DE SECTIONS EFFICACES DE REACTION - 43<br />
B-ITI-i- Calcul de l'effi;acité d'un détecteur de neutrons 4'<br />
B-III-2- Détermination des sections efficaces de rapture . 49<br />
B-III-3- Mesure des sections efficaces (n,2n) et (n,3n) du<br />
seuil à 15 MeV . 50<br />
B-II1-4- Mesure des sections efficaces de fission . 51<br />
B-IV- ETUDE DE LA FISSION - 57<br />
B-IV-1 - Détermination expérimentale du spectre en énergie des<br />
neutrons prompts de fission . 57<br />
241<br />
B-IV-2 - Mesure de v et de E pour la fission de Pu induite<br />
par neutrons de résonances - Recherche de la réaction<br />
(n.yf) . 59<br />
B-IV-3 - Etude d'un détecteur pour la mesure de l'énergie cinétique<br />
et la distribution en masse des fragments de<br />
fission . 64<br />
B-IV-4 - Calcul des paramètres de la réaction (n,yf) pour le<br />
2 3 5<br />
239pu et le<br />
U . 67<br />
240<br />
B-IV-5 - Effets dynamiques dans la fission de Pu . 70<br />
B-V - ETUDE DE REACTIONS DE TRANSFERT AVEC NEUTRON DANS LA VOIE<br />
DE SORTIE - 73<br />
B-V-l - Réactions (d,n) et (t,n) sur certains noyaux de la<br />
couche s-d . 73<br />
B-V-2 - Etude de la réaction 56<br />
Fe(d,n) 57<br />
Co a 6-b et 10 MeV . 82<br />
UiC, 141<br />
B-V-3 - Réaction Ce(d,n) Pr à 12 MeV . 87<br />
B-V-4 - Etude de la structure des noyaux Ce et Ge . 89<br />
THEORIE ET EVALUATION - 92<br />
C-I - EVALUATION DE DONNEES EXPERIMENTALES - 93<br />
C-I-l - Bibliothèques pour l'évaluation . 93<br />
89 88<br />
C-I-2 - Evaluation de la section efficace Y(n,2n) . Y du seuil<br />
â 20 MeV . 94<br />
C-I-3 - Evaluation des sections efficaces des réactions<br />
93<br />
Nb(n,2n) 92<br />
%b, s2<br />
Nb du seuil à 20 MeV . 97<br />
C-I-4 - Evaluation de la section efficace de la réaction<br />
,69<br />
Tm(n,2n) ,68<br />
Tm du seuil à 20 MeV . 100<br />
C-II - CALCULS DE CONSTANTES NUCLEAIRES - 105<br />
C-II-I - Taux de réaction thermonucléaire pour la réaction<br />
U<br />
B • p_^3 4<br />
He + 8,68 MeV 105<br />
C-II-2 - Réactions (n,Xn) et (n,X nf) sur noyaux lourds . 107<br />
C-II-3 - Réactions (n,y), (n,2n) et (n,3n) sur noyaux de masse<br />
intermédiaire . 113
- 3 -<br />
C-II-4 - Sections efficaces de production de rayons Y<br />
par la réaction (n.n'Y) sur le Chrome et le<br />
Nickel naturels . 115<br />
C-III - AUTRES ETUDES DE MODELES HUCLEAIRES - 117<br />
C-III-I - Etude des effets de la déformation nucléaire sur<br />
la section efficace totale neutron-noyau . IP<br />
C-II1-2 - Etudes en modèles des couches . 119<br />
C-II1-3 - Calcul d'états non-rotationnels dans les actinides<br />
par un modèle R.P.A. schématique . 121<br />
C-II1-4 - Techniques nouvelles en modèle de "folding" . 124<br />
C-IV- ETUDES EN MODELES MICROSCOPIQUES DU TYPE HARTREE-FOCK - 132<br />
C-IV-1 - Etude des propriétés de déformation (transitions de<br />
forme) des isotopes 148, ISO, 152 et 154 du Samarium . 132<br />
C-IV-2 - Systèmes nucléaires déformés traités sur une base<br />
"2 centres" 136<br />
C-IV-3 - Corrections du second ordre aux énergies Bartree-Fock<br />
des noyaux sphériques . 142<br />
D - BIBLIOGRAPHIE - 143<br />
E - SEMINAIRES - 154<br />
Ce compte-rendu a été édité par M. DIDIER, Adjoint au Chef du Service de<br />
Physique Nucléaire .
EQUIP;
A-! - ACCELERATEURS<br />
A -I -1 - Van de Graaff Tandem .<br />
Le Van de Graaff Tandem type E.N' a subi des modifica<br />
tions qui ont permis de porter sa tens on nominale de 6 MV A<br />
7 MV. L'opération consiste à remplacer l'Stubesaccéléraieurs<br />
à électrodes d'aluminium par des tubeeà électrodes d'acier<br />
inoxydabl- et à ajouter 30"/, de SF6 au mélange de gaz d'iso<br />
lement composé jusqu'ici de CO-. et N^.<br />
La modification qui a été commencée en février a pris<br />
beaucoup plus de temps que prévu car les deux sections basre<br />
énergie du nouveau tube ont été endommagées au cours du<br />
conditionnement et ont dû repartir chez le constructeur pour<br />
y être remises en état. De nouvelles sections de tube ont été<br />
installées en juin mais Les essais à 7 MV n'ont pas pu avoir lieu<br />
avant le mois de décembre 1974, afin de r.e pas irop perturber<br />
le programme expérimental en cours. La maenine a fcnc'i'>,iné<br />
dans l'intervalle jusqu'à 6 MV seulement, avec le mélange<br />
gazeux initial. L'utilisation la plus fréquente a été la oroductiou<br />
de neutrons à l'aide des réactions D(d,n) He et T(p, n) He avec<br />
cibles gazeuses de deuterium ou de tritium.<br />
Les moyens de contrôle du vide dans le tube accélérateu*-<br />
ont été considérablement améliorés afin de prévenir , >ute<br />
introduction de SF6, dont l'effet corrosif peut être très :r.,por-<br />
tant dans les conditions qui régnent à l'intérieur du tube lorsque<br />
l'accélérateur fonctionne (faible pression et champ électrique<br />
intense).<br />
La réception technique de l'accélérateur à 7 MV a eu lieu<br />
le 17 décembre dans les conditions prévues par le contrat c'est<br />
à dire avec un faisceau analysé de protons dont l'intensité était<br />
supérieure a 4 M A. On a obtenu aisément 6 tiA de protons<br />
de 14 MeV,
- 6 -<br />
Le iO décembre, un début d'incendie a partiellement<br />
endommagé les circuits annexes d', la source d'ions hélium<br />
lùhium. Le nettoyage de toute l'installation et la remise en<br />
otat dec circuits demai-deroat plusieurs semaines.<br />
A-1-2- Van de Craaff 4 MeV :<br />
Le Afen de Graaff 4 MrV qui,depuis son installation au<br />
CEB- 3 en 197 3, fon*.:
A. I. 4- Problème» particulier» :<br />
A. 1.4. I- Syatème de sécurité des accélérateur» :<br />
- 7 -<br />
Un nouveau système de sécurité a été installé en<br />
1974, l'ancien système s 1<br />
étant avéré insuffisant et<br />
périmé. Le démarrage d'un accélérateur est mainte<br />
nant asservi à une chaine de sécurité sur laquelle se<br />
trouvent de» contacts de ronde et de fermeture des<br />
portes. De» systèmes d'alarme permettent de couper<br />
rapidement les machines ou de débloquer les portes<br />
en c»-. de danger. Quelques améliorations de détail<br />
sont en cours pour faciliter l'exploitation de ce système<br />
qui donne entière satisfaction sur le plan de la sécu<br />
rité du personnel.<br />
11 reste cependant la partie contrôle des rayonne<br />
ments à reprendre entièrement dès que possible (TCR).<br />
(A. DANDINE, D.DIDIER. A. COUR TAIN. L. SINOPOLÎ).<br />
A. 1. 4. 2- Automatisation :<br />
Les travaux sur l'automatisation des accélérateurs<br />
sont décrits plus loin au chapitre "électronique Nuc<br />
léaire", (chapitre A. II).<br />
A. 1.4. 3- Spectromètre magnétique split-pole :<br />
Les études préparatoire» à l'utilisation du spectro<br />
mètre magnétique split pole ont porté sur :<br />
. le caicul de» trajectoire»<br />
. le» essai» de détecteur» particules.<br />
- Un programma de calcul des trajectoire, de»<br />
particule» dan» le plan médian du spectromètre magnéti<br />
que ESP60 a été écrit et mi» au point LU' ** permet<br />
de déterminer la position du plan focal et celle des<br />
détecteurs dan» ce plan pour chaque type de particule»<br />
d'énergie donnée. Ce programme tient compte de»<br />
effet» cinématique» de la réaction nucléaire et de<br />
l'ouverture angulaire du faisceau de» particule»<br />
détectées.
Référence :<br />
- 8 -<br />
Les valeurs ainsi déterminées s'accordent avec celles<br />
obtenues expérimentalement ; en utilisant les rayons<br />
alpha émis par une source de Pb et les protons de<br />
56<br />
10 MeV diffusés inélastiquemsnt par Fe. On a pu<br />
montrer, en outre, que la mesure du temps de vol des<br />
particules dans le spectromètre permet d'identifier la<br />
nature de la particule émise.<br />
- Un compteur à fil type BORKOWSKI (cf Fig. 1 ) dont la<br />
surface utile couvre tout le plan focal du spectromètre<br />
(60 cm) a été réalisé. Ce compteur définit la localisation<br />
d'une particule avec une précision de 0, 9 n.m. Cette<br />
résolution a pu être obtenue grâce à l'utili.ation d'un<br />
préamplificateur de tension réalisé par nos soins et<br />
directement relié au fil résistif. La linéarité du compteur<br />
est, avec ce préamplificateur, meilleure que S*/, sur<br />
toute sa longueur. On espère avoir avec ce compteur une<br />
résolution totale de 7 keV, obtenue précédemment avec<br />
un compteur similaire de longueur utile égale à 20cm.<br />
- Dans le but d'entreprendre des expériences du type<br />
(d,pf) où les pro*ons détectés par le spectromètre ESP 60<br />
seront enregistrés en coincidence avec les fragments de<br />
fission ; il s'est avéré nécessaire d'améliorer la résolution<br />
en temps du compteur (40 ns). A cette fin nous faisons<br />
fonctionner ce dernier en mode AE en détectant simulta<br />
nément les particules dans un scintillateur plastique accolé<br />
à la face arrière du compteur (figure 1). La résolution<br />
ainsi obtenue a été estimée à 4 ns.<br />
(J. SK,AUD, D. DANGOULEME? P. LE FLOCH?<br />
J.P. LOCHARD, M. JOLIBOIS)<br />
£lj Calcul des trajectoires dans un spectromètre magnétique "Split-Pole"<br />
Patrick LE FLOCH - Rapport de stage de fin d'Etudes (Ecole Cent Mie ) 74<br />
*~D. DANGOULEME Stagiaire militaire<br />
P. LE FLOCH Stagiaire universitaire
(«•a. M2|4««)<br />
^^Si^^S^§§$J$$^^^^^^T<br />
VfMf<br />
MfTMWNI<br />
WTILUTEM<br />
- 9 -<br />
Fig. 1 : Scheme du compteur I fil réeittif et du détecteur a scintillation.
A-II - ELECTRONIQUE NUCLEAIRE :<br />
A-II-I- Automatisation des accélérateurs :<br />
- 10 -<br />
Un système de centralisation et d'acquisition de données<br />
a été installé sur U section haute énergie de l'accélérateur<br />
Van de Graaff Tandem. Il se compose d'un réseau d'intercon<br />
nexions reliant différent* tableaux disposés le long du tube<br />
accélérateur et dans la salle de commande de la machine, à<br />
an tableau central installé dans la salle de mesure près d'un<br />
calculateur (ATR 2 - Cil 10020). Un multiplexeur analogique<br />
et un voltmètre digital à 14 digits, commandés par le calcula<br />
teur, permettent la digital:sation des grandeurs analogiques<br />
suivant des séquences de scrutation programmées. Ce système<br />
permet actuellement l'étude et la surveillance des équipements<br />
d'optique et de transport du faisceau dans les différentes salles<br />
d-e cible. Les paramètres mesurés sont stockés sur bande ma<br />
gnétique (sur ETD). Le $ programmes de dépouillement<br />
(linéarisation, tracés de courbes, édition d'un journal de bord)<br />
sont en cours de miae au point.<br />
Différents équipements complémentaires sont en cours<br />
de réalisation : un multiplexeur à 256 voies pour la centralisation<br />
d'états tout ou rien, une console destinée à la salle de commande<br />
de la machine permettant d'entrer dans l'ordinateur,des valeurs<br />
numériques d'opérandes telles que énergie demandée, type de<br />
particule accélérée, salle de cible utilisée et d'afficher sur<br />
des indicateurs la valeur numérique décimale de la fréquence<br />
d'excitation qu'il est nécessaire d'appliquer à la sonde à RMN<br />
de l'aimant d'analyse utilisé. Le résultat du calcul, dont le<br />
programme est en cours d'écriture, sera également utilisé par<br />
le système de régulation automatique du champ des aimant»<br />
d'analyse.<br />
- Grâce à l'expérience acquise à la suite des études<br />
menées sur l'aimant d'analyse de l'accélérateur 550 keV. un<br />
système de régulation du champ magnétique de l'aimant d'analyse<br />
à 90 degrés du Tandem a été étudié. Malgré des difficultés
- I I -<br />
dues en particulier à la nature mime de l'aimant (très grand<br />
retard champ-courant dû à la masse et à la construction non<br />
feuilletée du circuit magnétique) un système global de recherche<br />
automatique et de régulation du champ à partir de l'affichage<br />
de la fréquence d'excitation appliquée à la sonde du gaussmètre<br />
a été mu en place ; il résoud les problèmes de commande auto<br />
matique et d'asservissement de la fréquence de l'oscillateur<br />
du gaussmètre. de recherche automatique de la résonance<br />
magnétique nucléaire et de la régulation du courant de l'aimant.<br />
Cet équipement, qui présente encore que'ques<br />
défauts (en particulier un temps de recherche assez long du<br />
fait de la réponse de l'aimant) doit être repris prochainement ;<br />
il reposera alors sur une méthode originale d • pilotage de la<br />
fréquence
- 12 -<br />
éventuels, sécurités sur les débits des alimentations, arrêts<br />
puis régulation sur un faisceau dj particules "parasites" (c'est<br />
à dire de charge différente de celle demandée mais fournissant<br />
un faisceau et donc un signal d'erreur sur les lèvres de régula<br />
tion), ajustement des temps de réponse des commandes des<br />
organes mécaniques.<br />
A-j 1-2- Amélioration des moyens d'acquisition de données :<br />
Différentes actions ont été menées pour l'amélioration<br />
des moyens d'acquisition et de traitement des données à l'aide<br />
des systèmes organisés autour des calculateurs ; elles ont pris<br />
des formes variées : assistance au cours du couplage des<br />
équipements de mesure aux systèmes, réalisations d'interfaces<br />
et couplage d'appareillage s, réalisations ponctuelles de<br />
circuits logiques ou analogiques spécifiques d'une expérience,<br />
étude et réalisation de circuits ou systèmes complexes destinés<br />
à augmenter les possibilités des systèmes existants.<br />
- Mitra 15/30<br />
i- Etude et réalisation d'un coupleur d'accès direct mémoire<br />
et interface avec un *y-.terne d'acquisition existant.<br />
+ Etude et réalisation d'un coupleur pour chassis Camac.<br />
Ce coupleur permet la lecture par le calculateur du contenu<br />
des échelles placées dans le chassis Camac. Il permet<br />
l'adressage et assure le découpage de l'information et la<br />
commande des échelles.<br />
f Etude et réalisation d'un bloc d'affichage de contenu d'échelle<br />
(8 décades) commandé par le Mitra 15.<br />
+ Adaptation d'une unité de visualisation spécialisée à tube<br />
mémoire.<br />
+ Réalisation d'une console d'appel de programmes.<br />
- Multi__8_<br />
+ Couplage en entrée et en sortie d'un bloc mémoire type<br />
BA 163.
- 13 -<br />
+ Etude et réalisation d'un multiplexeur permettant rextension<br />
des lignes d'entrée/sortie. (4 lignes d'entrée 32 bit*; en<br />
1 ligne 32 bits ; 1 ligne de sortie 32 hits en 4 lignes a»<br />
sortie 32 bits) (réalisation en cours).<br />
- ATRj Cil 10020<br />
+ Différents circuits logiques ont été étudiés et réalisés ;<br />
ils assurent des commandes d'appareillage : blocage<br />
d'échelles, de codeurs, de CTA, détermination du temps<br />
actif d'acquisition, circuit d'alarme etc. . .<br />
+ Un système de régulation et de stabilisation du gain global<br />
des chafnes de détection a été mis en place. Huit chaînée<br />
(maxi.num) sont commandées simultanément. En ce qui<br />
nous concerne roui avons étudié et réalisé un générateur<br />
d'impulsions à 8 voies, très stable en amplitude.capable<br />
de commander les diodes électroluminescentes qui excitent<br />
les photomultiplicateurs. Par ailleurs nous avons réalisé, à<br />
partir d'une ligne de sortie du calculateur, la commande<br />
d'un ensemble de huit convertisseurs digitaux analogiques<br />
(12 bits) qui assurent à leur tour le contrôle par tension de<br />
huit alimentations THT programmables de manière analo- I<br />
gique. L'ensemble des opérations de stabilisation est effec<br />
tué par le calculateur : commande des séquences de stabili •<br />
sation (création des pics de référence), calcul des dérives<br />
éventuelles de ces pics, commande modulée des valeurs<br />
des THT pour corriger les dérives.<br />
- ATR 2 CH 10020<br />
+ Un système de centralisation et d'acquisition de mesure<br />
sur accélérateur a été couplé à l'ordinateur. Il se compi se<br />
d'un amplificateur à gain programmable, d'un multiplexeur<br />
adressable rapids 64 voies bifilaires (128 voies monofilaires)<br />
d'un échantillonneur-bloq' «mr et d'tn codeur analogique<br />
digital rapide, à poids, 14 digits plus signe. Les séquences<br />
de scrutation sont initialiséss par une horloge à quartz
- 14 -<br />
réglable ; des lors, 'outes les opérations sont commandées<br />
par le calculateur : il fournit en particulier la succession<br />
des adresses de voies à scruter avec les gains correspon<br />
dants et transfère les résultats codés en mémoire. Actuel<br />
lement la succession des adresses de voies à scruter sont<br />
précisées à l'aide d'un télétype.<br />
(J. P. LAGET, M. RENAUD et les Techniciens du Groupe).
A-III- INFORMATIQUE<br />
A-4II-1 - Système d'acquisition et de traitement des données :<br />
- 10020 ATR - ETD<br />
Ce système, constitué de deux ordinateurs 10020 de<br />
configuration réduite, pour l'acquisition (ATR) et d'un troisième<br />
10020 plus puissant pour le traitement (ETD), comprend également<br />
une visualisation S1NTRA VU 2000. Les améliorations apportées<br />
à la bibliothèque de programmes système permettent d'utiliser<br />
désormais toutes les possibilités qu'offre cet ensemble et en<br />
particulier depuis cette année :<br />
+ La régulation automatique du gain des chaînes et scintillation.<br />
+ L'acquisition des informations concernant l'optique du faisceau<br />
du Van de Graaff Tandem.<br />
+ L'exploitation conversationnelle des données à l'aide de la<br />
visualisation SINTRA.<br />
- Système d'acquition MITRA 15 :<br />
Le nouveau système d'acquition MITRA 15 a été mis<br />
en service au mois de mars. Les deux fonctions - acquisition,<br />
prétraitement en ligne d'une part et prétraitement en différé<br />
d'autre part - peuvent être réalisées simultanément.<br />
Ce système multiparamétrique peut traiter un nombre<br />
quelconque d'informations corrélées ou non. Il peut travailler<br />
en séquences programmées, par exemple acquisition des dorinées<br />
de l'expérience puis contrôle d'un moniteur, ces séquences étant<br />
répétées n fois. Les informations, conditionnées de plusieurs<br />
façons différentes, peuvent être visualisées durant l'acquisition.<br />
Les spectres mis en mémoire sont traités par des programmes<br />
mis sur disque ou assemblés à partir de cartes perforées.<br />
15
III-2 - le-minai IRIS 45 :<br />
- 16 -<br />
Le terminal IRIS 45 reliant CEB-3/PH aux ordinateurs<br />
CISI de Saclay a été amélioré au cours de l'année 1974 grace au<br />
remplacement du lecteur de carte et de l'imprimant*- par des<br />
périphériques ayant de meilleures performances (respectivement<br />
1200 cartes/minute et 1200 lignes/minute) et grace à l'utilisation<br />
d'une nouvelle ligne ?TT plus rapide (40. 800 bands au lieu de<br />
4800). La somme de travail demandée au terminal est de l'crire<br />
de 1400 passages par mois.<br />
La fiabilité de tout ret enoâmble est loin d'être satis<br />
faisante et des améliorations sensibles sont souhaitées au niveai'<br />
de la ligne et des ordinateurs de la OJSI.<br />
(Y. d« PENQUER, M. GL7LI.OUD rt les agents du Groupe).<br />
III-3- Programmes de calcul :<br />
In plu? dee program m* s spécifiques réivi^n inr le«<br />
phvtîiciens pc„r leu-s besoin» propres, \a biblv?thèoue de pro-<br />
»:rarrm es d'-. -rvice a Zté enrichie par )r. Bureau de Calcul.<br />
Panr.i les no>;v,e et de<br />
représentation de surfaces.<br />
•• MOrOP : modèle optique de F. G. PL** EU aver. tra. ' graphique.<br />
COkPWM, CORFISS et CORN°V : un* se" rie
- !7 -<br />
- TRAME et OOM1NO : pou* la création de» bande» le données,<br />
u'Ui-ié"*» dan* le* ^ro^raurn^e» de Monti Carlo, â<br />
partir de la bande ENi>F/ 3<br />
- SPLIT : calcul de» *• -jectoi.-e» die* particules dans -J i **>ec-<br />
txograpi e magnétique.<br />
- ERG1, BIGO, 1X>LEX et feutres ^rivé» : call il Je» et»t»<br />
exciter d
A-IV-TECHNOLOGIE<br />
- 18 -<br />
A-IV-1- Le laboratoire des cibles a fourni, en plus des cibles usuelles<br />
adsorbées sur support épais, des cibles autoportées de Si Ge<br />
Bi Au Li C Te Ni V et des cibles de deutérivjri et de tritium<br />
adsorb? dans du Ti'ane de 150^4g/cm2 autoporté.<br />
I.naque nouvelle cible autoportéc représente un cas<br />
particulier et demande une mise au point appropriée.<br />
Des feuilles .-ninces en plastique (Vyna) ont et»' rendues<br />
cond i> trices par dépô' ('•un? couche de 50^»g/cmZ d'Aluminium.<br />
r<br />
es cible- et des dépôts divers ont également été<br />
r''-U3és pour le CEN/j"\R, le L.CA et le Service Radiochimie de<br />
la DAM.<br />
A -iV-2- Le ?iurea . d? Dessin >.i l'Atelier ont étuiié et réalisa des 'iiWftn-<br />
L.crs détecteur poui la mesi,- de £ (l'énergie cir«.'ique modern,;<br />
des fr gmenti ,1e fir*in,'<br />
Le Groupe accélérateurs a également bé«'- ficié d'.s<br />
fabrications du Groupe Tecnnoioruap
A-V- REPARUTION i)U TEMPS DES AcCELTIATTURS EN 197<br />
1<br />
- :9<br />
(Temps exprimés en ;i*ures)<br />
"1 Vau ij: Graaff ! Van de o t a<br />
J 7*ndem 4 .leV<br />
Entre*-;*'» tparjit; -a 170 660<br />
Arrêta <br />
* -->nt 6 ' eutet r/uei, à l'incendie v J<br />
i 'J..2. 74<br />
* * en g:in"ft parri» iour a transtormatio.i er super EX
- PÂJ7TÏE 3<br />
EXPERIENCES ET UlTEFPRETATTOffi
n-I-1 - P!?ODlTTION_Dt NTlTROrjSMONOCI.jm^l'F^<br />
CAZEI ,<br />
5LS_DE_DEUTERIL'M_I:T_^_TRITIU;J -<br />
Les etudes de diffusion de neutrons rapides auprès d'un accéléra<br />
teur tandem Van de Craaff nécessitent la production de flux ir.ceriS.es de<br />
neutrons monocinétiques. La réaction D(d,n) :ie pernec de produire de<br />
tels flux dans la panne d'énerfie de neutrons de ^ à v ''«•'-'. Au de.î,<br />
cett* réaction s'accoripapne de la réaction Dfd.np)!'; qui produit ur. spec<br />
tre continu de neutrons et dont la section efficace augmente rapider-.ent<br />
avec l'énerfie incidsnte. On utilire alors, de préférence, la réaction<br />
T(p,n) He pour produire les neutrons d'énerpie supérieure à 9 'te'.'. In<br />
effet la section de "break-up" du triton : T(p,r.p)'J ( A<br />
= -6,258 "eï"; est<br />
négligeable devant celle ce la réactif" ""'-,r.) Te < r<br />
= -0.7*i '.'.e'') ivec<br />
dos protons d'cnerp,ie incidente inférieure 1 !2 *'eV.<br />
Vous avons conçu, réalisé et experirenté diverses cilles fazeus-.s<br />
de dcutlriur et de tritiun destinées \ la production de neutrons î par-<br />
\ir des réactions n(d,r.) V.c et T(p,n) î'e. Le refroidissement de la fe<br />
nêtre d'entrée de la cible est assuré iar rne circulation du Paz lui-<br />
n?r>e dans le cas de la cille de deutériut", par circulation d'héliur d.-rs<br />
le cas de la cible de tr-'tiu-. Il pemet, dans les deux cas, un fonction<br />
nenent continu avec des courants de 3 3
- 22 -<br />
sont concordantes. Cette étude montre qu'il est avantageux d'utiliser<br />
la réaction T(p,n) pour prolonger, au de11 de 9 MeV, les Mesures faites<br />
avec la réaction D(d,n).<br />
(G. HAOUAT, S. SEGUIN, J.P. LOCUARO, J. SIGAOD, J. LA XAR).<br />
REFERENCES :<br />
flT SEGUIN S., Rapport interne non puhlU (1971).<br />
£2] HAOUAT C, SEGUIN S., <strong>Not</strong>e <strong>CEA</strong>-S-I739 (1974).<br />
£3]] KINNEY W.E., PERET F.G., ORHL 4780 0972).
Neutrons produits a partir<br />
TABLEAU I<br />
- 23 -<br />
de la réaction T(p,n) 3<br />
He D(d,n) 3<br />
He<br />
Energie dea neutrons<br />
Ole»)<br />
Energie aoyeune des particules<br />
incidentes (HeV)<br />
Courant aoven («A)<br />
Pression cible gaz«use (At)<br />
Section efficac 1 0", .<br />
(nb/sr)<br />
l<br />
*<br />
Base de vol (r)<br />
Contribution des facteurs<br />
affectant la résolution<br />
Dispersion en énergie<br />
de la cible<br />
Dispersion en teape due 1 la<br />
longueur de la cibla (3ca)<br />
Dispersion en énergie due A<br />
l'angle d'ouverture du fais*<br />
ceau de neutrône (S deg-]<br />
Dispersion en teaps du<br />
faisceau<br />
Dispersion due à l'épaisseur<br />
du sciatillateur (5ca)<br />
Dispersion sur la longueur<br />
de vol due à la diaanaion de<br />
l'échantillon<br />
Diaparaion en teaps due a<br />
l'électronique<br />
Dispersion totale!** 1<br />
"***<br />
en inergia<br />
AE<br />
(keV)<br />
120<br />
«0<br />
14*<br />
8.05<br />
S.75<br />
3<br />
2<br />
26.2<br />
B<br />
Al<br />
fas)<br />
1,46<br />
0,85<br />
0,70<br />
0,9<br />
«.29<br />
0,39<br />
1.21<br />
2.70<br />
AE<br />
8,05<br />
A.8<br />
2<br />
1<br />
73<br />
8<br />
(keV) (as)<br />
80<br />
50<br />
150<br />
1.02<br />
1.33<br />
0,6'.<br />
1,1<br />
1,29<br />
0,39<br />
1.21<br />
t 71
Odeg<br />
180<br />
- 24 -<br />
r-T \ - fig, \ -, Distribution angulaire des neutrons diffusés élastiquemtnt<br />
par 0.<br />
a) pour des neutrons incidents de 8,07 ± 0,15 MeV produits<br />
avec la réaction T(p tn) He.<br />
b) pour des neutrons incident* de 8,04 t 0,15 MeV produits<br />
avec la réaction D(d,n) 3<br />
He.<br />
c) comparaison avec les données de W.E. KINNIY et al. X 3J<br />
â 8,04 t 0,05 MeV (réaction D(d,n) 3<br />
He).
Z-l-2 - DIFroSigN_DFJ_NEyT^S_^IDFS_PAR_LE_ÇARBONE.<br />
Les sections efficaces de diffusion des neutrons rapides par le<br />
carbone ont été Mesurées entre 8 et 14,5 HeV par pas de 0,5 MeV. Les<br />
distributions angulaires de diffusion élastique et inélastique (corres-<br />
pondant au premier niveau d'excitation de C) ont été enregistrées à<br />
l'aide du spectromètre de neutrons par temps de vol installé auprès de<br />
l'accélérateur Van de Craaff TandemTl"! . Ces données prolongent, à<br />
plus haute énergie, des mesures (n,n'y) entre 5,8 et 8,8 MeV effectuées<br />
antérieurement dans ce laboratoire[~2J . La comparaison de certains de<br />
nos résultats avec ceux précédemment publiés lu dessous de 9 MeV et<br />
autour de 14 Mevl 3-6 I indique un bon accord. Aucune autre contribution<br />
expérimentale ne senble avoir été publiée, a ce jour, entre 9 et 14 MeV.<br />
Nous avons cherché â vérifier la cohérence des données existantes<br />
pour la réaction n+ C. A cet effet nous avons comparé la somme, a_(soni),<br />
des sections efficaces intSgrées de diffusion élastique et inélastique<br />
mesurées dans cette étude et de celle des réactions (n,oo) et (n,n'3x)<br />
précédemment rapportées, aux sections efficaces totales o_ publiéesi 7 I .<br />
La figure I montre la concordance entre o_(soa) et o_ dans toute la gam<br />
me d'énergie considérée.<br />
Les tracés de la figure t correspondent aux valeurs que nous pro<br />
posons pour les sections efficaces de diffusion élastique et de diffu-<br />
12<br />
svon inélastique par le premier niveau de C entre 5 et 14,5 MeV. La<br />
forme de ces tracés est déterminée de façon que la somme des différentes<br />
12<br />
contributions de la réaction n+ C soit égale à la section efficace totale<br />
mesurée. Ces courbes ne sont pas déduites d'un calcul théorique<br />
13<br />
mais elles tiennent compte d*s résonances dans le noyau composé de C.<br />
Leur comparaison avec les courbe* évaluées (ENDF/B3) fait apparaître un<br />
désaccord asset important. Cette évaluation était basée, dans la gaame<br />
d'énergie comprise entre 4,8 et 8,8 MeV, sur les données surestimées de<br />
la réaction (n.n'y) rapportée» par HALL l BOKKER^sJ . Au delà de 9,5 MeV<br />
l'absence de maure ne permettait pas, avant cette étude, une décomposi<br />
tion précise de la section efficace totale suivant las diverses sections<br />
efficaces partielles.<br />
(C. HAOUAT, J. LACHKAR, Y. PATIM, J. SIGAUD, P. COJU).<br />
25
REFERENCES :<br />
rf] HAOUAT G., LACHKAR J., SIGAUD J., PATIN Y., COÇU F.,<br />
RAPPORT <strong>CEA</strong>-R-4641 (1974).<br />
(^2j LACHKAR J., SIGAUD J., PATIN Y., Rapport interne non publié.<br />
^ 3 PEREY F.G., KINNEY W.E. r ORNL 4441 (Dec. 1969).<br />
- 26 -<br />
[V] VELKLEY D.E., BRANDENBERGER J.D., GLASGOW D.W., McELLISTREM M.T.,<br />
MANTHURUTHIL J.C., POIRIER C.P., Phy». Rev. C7 (1973) 1736.<br />
£5] CLARKE R.L., CROSS W.G., Nucl. Phy». 53 (1964) 177.<br />
£ôj BOUCHEZ R., DUCLOS J., PERRIN P., Nucl. Phy». 43 (1963) 628.<br />
[[73 CIERJACKS S., FORTI P., KOPSCH D., KROPP L., NEBE J., UNSELD H.,<br />
Rapport EANDC E III "U", (K.F.K. 1000).<br />
£%] HALL H., BONNER T., Nucl. Phy». |4_ (1959) 295.
En. MeV<br />
- 27 -<br />
n-I-2 - fis. I : Section efficace totale, sections tfficace* de diffusion<br />
élastique ec inélastique (f^-4,43 HeV) entre 5 tt 15 MeV.
-3 - ETODE_DE_U_œF0R^nON_DES_:S^i£S_P^<br />
DESJJEUTRONS.<br />
La transition entre les noyaux sphériqves et ceux qui présentent<br />
une deformation permanente autour de N - 88-90 a été clairement établie<br />
expérimentalement pour les isotopes pairs de Nd à partir de la réaction<br />
(t.P^'J •<br />
P o u r l e s<br />
i»ot.ap«« de Sm (Z-62), ce noyau de transition devrait<br />
correspondre soit 2 Sm soit a Sm. Des récents calculs de dé formal<br />
Aft<br />
tion ont montré que Sm peut être considéré comme sphérique et que<br />
' Sm est probab 3 anient faiblement défomé^J . Les sections efficaces<br />
totales des neutrons ont été mesurées pour les isotopes pairs de Sm^j<br />
Leur variation avec l'énergie des neutrons présente des écarts signifi<br />
catifs entf- les différents isotopes dans deux gammes d'énergie : autour<br />
de 3 MeV et autour de 7 MeV. Ces écarts ont été attribués aux effets de<br />
déformabilité des noyaux. Par contre, il a été montré que l'influence<br />
des termes d'isospin est beaucoup trop faible pour expliquer ces effets<br />
I A I . En utilisant les paramètres de diffusion qui rendent compte de la<br />
variation des sections efficaces avec l'énergie dans la gamme d'énergie<br />
de 0 a 16 KeV, les calculs de LACRA!»'GEL 4<br />
J prévoient des effets de la<br />
déformation sur la diffusion élastique et inélastique des neutrons.<br />
Pour vérifier les résultats de ce calcul et étudier la déformabi<br />
lité des isotopes de Su, nous avons entrepris la mesure des distributions<br />
angulaires des neutrons diffusés élastiquement et inélafctiquement par<br />
IA8<br />
Sm, 150<br />
Sn, I52<br />
Sm, l5A<br />
Sm et<br />
U 6<br />
Nd à l'énergie des neutrons de 7 MeV.<br />
Les échantillons utilisés sont des poudres d'oxyde comprimées . Ils<br />
sont placés à II cm d'une cible gazeuse de tritium où sont produits les<br />
neutrons. Ceux-ci sont diffusés et détectés par un spectrometre à temps<br />
de vol constitué de quatre chaines de mesure placées 3 8 m du diffuseur.<br />
La résolution en temps de 2,6 ns correspond â une résolution totale en<br />
énergie de 152 keV ; elle permet de séparer les neutrons diffusés par<br />
le fondamental de ceux qui sont diffusés par le 1er niveau excité dans<br />
le cas de Sn, Sm et Nd qui sont séparés respectivement de<br />
551 keV, 334 keV et 453 keV. Elle permet de résoudre partiellement, aux<br />
nnrles de diffusion arrières, les pics relatifs à ces deux niveaux dans<br />
152<br />
le cas de Sm (122 keV). Un spectre de temps dc vol est présenté sur<br />
la fig xe I. Les sections efficaces différentielles ont été mesurées,<br />
au cours de 7 enregistrements successifs, à 24 angles difféients entre<br />
20 et 140 degrés. Le traitement des données est en cours.<br />
(G. HAOUAT, J. LACHKAR, Y. PATIN, J. SIGAUD, P. COÇU, M.T. McELLISTREM?<br />
R.E, SHAMU**),<br />
* Université de Kentucky, Lexington, Kentucky, USA^ Collaborateurs<br />
f » Université de Michigan, USA. J<br />
i t r a n<br />
8<br />
e r<br />
*'
REFERENCES :<br />
- 29 -<br />
[jj CHAPMAN R., McLATCHIE :•... «CITCHJ.NC J.E., Phys. ;*tt. B3J_ (1970) 292.<br />
I 2 J GOGNY D., consnunicaion dan* ce rappcf..<br />
[_3J SI-AMU K.E., BERNSTPIN E.M., BL^NDIN C, RAMIREZ J.J., ROCH.M' C,<br />
Phys. Lett. 45B (1973) 241.<br />
[\J LACRA.1GE Ch., Journ. Phys. Lett. 3_5 (1974) 111.<br />
• ~ Les isotopes proviennent de Oak Ridge National laboratory.
(D<br />
c.<br />
to<br />
H<br />
><br />
Z<br />
E 7.0<br />
«<br />
140<br />
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H o M il<br />
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S r»<br />
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o o o «9<br />
o *> II 1.<br />
o* e a *fc<br />
.s »<br />
e<br />
frfuej tsj fj(|««N<br />
Fig. 1 : Spectre de temps de vol des neutrons diffusés per<br />
En - 7,00 ± 0, MeV<br />
150 STI.<br />
S. . • 140', Bee* de vol L • 8,0 m.<br />
Ce spectre montre les contributions de 0 (Sm.0,) et de<br />
C (container de pclyéchylène).<br />
•m
DE_Se.<br />
• J: -<br />
Nous avons étudié expérimentalement la diffusion élastique et<br />
76 78<br />
inélastique des neutrons par les isctooes pairs -îc Sélénium ( Se, Se,<br />
PC fiî<br />
Se, Se) aux trois énergie* incidente» rie 6, 8 et 10 MeV. Les neutrons<br />
ont été produits au moyen de cibles gezauses de deuterium et de tritium.<br />
Les Échantillons de Se se coassaient de poudres de Séléniun Métallique<br />
(50 g environ) isotopiquemer.t séparé, placées dans des récipients de po<br />
lyethylene. Les neutrons diffusés ont été détectés et analysés au moyen<br />
du spectmnètre de temps de vol décrit dans la référence! M . LA dis<br />
persion totale en énergie était comprise entre 180 et 300 keV. Ces con<br />
ditions expérimentales permettaient de distinguer les neutrons diffusés<br />
par le fondamental et par le premier niveau d'excitation.<br />
L'enseable des résultats fait apparaître, aux trois énergies de<br />
neutrons incidents et tant pour la diffusion élestique que pour la dif<br />
fusion iiélastique, une augmentation relative de la diffusion aux grands<br />
angles. Cette augmentation crott avec la masse du noyau diffuseur. A ti<br />
tre d'illustration nous présentons dans li f'pure ; la distribution an<br />
gulaire des neutrons diffusé* par lex ieotepes de Se a 1 ies de diffusions élastique et inélastique . Par contre, l'a<br />
nalyse de nos résultats tend 1 montrer que les variations observées sont<br />
reliées à la dépendance du potentiel optique avec l'isospin. Cette dé<br />
pendance a été clairement démontrée dans le cas de la diffusion élasti<br />
que des protons [_2-4j mais ne semble pas avoir été aussi clairement éta<br />
blie dans le cas des neutrons, avant cette étude Q-oJ . L'interprétation<br />
complète de ces résultats est en cours.<br />
Nous tenons a remercier M CARLOS (DPh-N/MF) et le Département de<br />
Recherche et d'Analyse de Saclay de nous avoir prlté les échantillons.<br />
(G. HAOUAT, J. LACHKAR, T. PATIN, J. SIGAUD, F. COCU, M.T. McELLISTREM ).<br />
|t Echantillons en provenance d'URSS.<br />
• Collaborateur è*ranger - Université de Kentucky, Lexington, Kentucky,<br />
USA.
REFERENCES :<br />
f! 1 HAOUAT G., LACHKAR J., SIGAUD J., PATIN Y., COÇU F.,<br />
RAPPORT <strong>CEA</strong>-R-4641 (1974).<br />
^ 3 PEREY CM., PEREY F.G., Phys. Lett. 26B (1968) 123.<br />
[~3j SATCHLER GR in "Isospin in Nuclear Physics" North-Holland<br />
Publishing Cc»apany, Amsterdam (1969).<br />
£4^ MENET J.J.H, Phys. Rev. C4 (1971) 1114.<br />
BECCHETTI F.D., GREENLEES G.W., Phys. Rev. JJJ2 (1969) 1190.<br />
Ts]] HOLMOVIST B., WIEDLINK T., Nucl. Phys. A188 (1972) 24.<br />
32 -<br />
£ôj N'EWSTEAD CM., DELAROCHE J., CAUVIN B., Comptes-Rendus Int. Conf.<br />
on Statistical Properties of Nuclei, Albany (N.Y.) (1971) -<br />
Plenum Press (1972) p. 367.
» « • • • ! ! • • • » » »<br />
JMUkdk*<br />
E„-8MeV<br />
-1-: Se<br />
-2-: Se<br />
-3-: Se<br />
-4-: Se<br />
- 33 -<br />
180<br />
•4 - FIR. I : Distribution an Rulai« des neutrons diffusés élastiquement<br />
par les isotopes de Se 3 l'énergie des neutrons de fi MeV.
"-I-5 - ÊiyS£_25LBIAÇTIONS_in in^ï2_SyR_US_ISOTOPES_PAIRS_DE_S^<br />
- 34 -<br />
Nous avons entrepris la mesure des sections efficaces de production<br />
76 78<br />
de rayons y émis après diffusion inélastique des neutrons par Se. Se,<br />
80<br />
Se,<br />
8 2<br />
Se, 76<br />
Ge dans la game d'énergie de 2,5 à 4,5 MeV et par ,48<br />
Sm,<br />
Sm et Sm à l'énergie des neutrons incidents de 8 MeV.<br />
Les neutrons sont produits à l'aide de la réaction T(p,n) He en<br />
bombardant une cible gazeuse de tritiua avec un faisceau de protons issus<br />
de l'accélérateur Van de Graaff Tandem. Le courant aoyen est de 2yA. La<br />
dispersion totale en énergie des neutrons incidents ainsi obtenus est de<br />
!60 keV. Le spectromêtre y utilisé dans ces expériences a été décrit pré<br />
cédemment 11 I . Il se compose d'une diode Ge(Li) coaxiale cylindrique de<br />
100 cm3 entourée d'un scintillateur Nal(Tl) en forme de manchon. La dé<br />
tection des photons s'accompagne d'une chrononétrie psr temps de vol qui<br />
permet de discriminer les photons de desexcitation des neutrons diffusés<br />
d'une part et des rayons y parasites d'autre part. Pour chaque transition<br />
y, la section efficace différentielle de production de rayonnement y par<br />
la réaction (n.n'y) est déterminée en valeur absolue avec une précision<br />
variant entre 10 et 20 X suivant l'énergie e< l'intensité de la transi<br />
tion. Les méthodes de mesure et d'analyse ore. été décrites dans la réfé<br />
rence [_2 J .<br />
Les mesures ont été faites, pour 1er. isotopes pairs de Se et pour<br />
Ce, à onze énergies de neutrons comprises entre 2,2 et 4,1 MeV et sé<br />
parées de 200 keV (Fig.l). Nous avons ainsi enregistré la fonction d'ex<br />
citation à 55 degrés des principales transitions observées. Ces mesures<br />
permettent de préciser le schéma de niveaux de ces noyaux. En outre, les<br />
distributions angulaires des transitions les plus alimentées ont été me<br />
surées à l'énergie des neutrons de 3 MeV ; elles permettent de déduire<br />
le rapport de mélange de multipolarités de la transition analysée et le<br />
spin de son niveau initial.<br />
En utilisant les mêmes techniques expérimentales, nous avons enre<br />
gistré la distribution angulaire des principales transitions éaises après<br />
diffusion inélastique des neutrons de 8 MeV par Sa, Sa, Sa. Cette<br />
et de complète l'étude de la déformation des noyaux de Sm. Le but est de<br />
préciser la nature des axcitationt fortement couplées è la bande du fon<br />
damental dans le cas des noyaux déformés de Sa et de Sa. Le traite<br />
ment des données expérimentales est en cours.<br />
(J. SIGAUD, J. LACHKAR, Y. PATIM, C. HAOUAT, M.T.McELLISTREM*, R. SHAMU*V<br />
f Collaborateur étranger Université de Kentucky, USA.<br />
««Collaborateur étranger Université de Michigan, CSA.
REF|B£N££§ :<br />
[ j j CHARDIHE J., HAOt'AT C. , H12HEAU C, LACHKAR J., SIGAUD J.,<br />
Rapport <strong>CEA</strong>-R-3747 (1967).<br />
- 35 -<br />
[]2j LACHKAR J., SICAUT J., PATLN Y., HAOUAT C, Nucl. Phys. A222.<br />
(1974) 333.
«•H<br />
k-V<br />
m-<br />
«<br />
"*•*•-._<br />
i<br />
i!<br />
l r(M*V><br />
I , (»»V><br />
3-1-5 - Fig. 1 : Spectre en énergie dei rayons y émit<br />
7*<br />
a 55 deg aprèa diffusion inëlastique daa naucron*<br />
aui aur lea isotopes da Ce, de Sa, Se, Se et<br />
82.<br />
Se à l'énergie dea neutrons incidents de 4,1 MaV.<br />
MM<br />
»jew<br />
n*4<br />
IA-V-<br />
"i ^"wllw.u^.<br />
T<br />
I<br />
rlMtVI<br />
l^vJ lu<br />
r-^u *4j T t<br />
• ETUDE DES REACTIONS TJCIEAIRES A TROIS C,ÎT: -<br />
Mous avons déjà étudié les trois réactions 3(p,np)P, j(r..p)2n,<br />
D(d,dn)P avec des conditions expérimentales qui fixent entièrement la<br />
cinématique. La théorie des collisions leur a été appliquée *vtc des<br />
potentiels nucléaires conservant l'isospin. Par le choix de ce nodèle<br />
on net en évidence certaines relations de symétrie entre les élérer.ts<br />
de «atrice spatiaux. Ces relations se déduisent rigoureusement de l'an-<br />
tisymétrie des fonction* d'onde initiales et finales. Pour l'étude -,uar.-<br />
titative nous nous limitons à l'approximation de Born en ondes planes.<br />
Dana ce modèle simple les résultats obtenus sont identiques pour les<br />
deux réactions n(p,pn)j> et D(n^»n>n dans de» mènes geometries.<br />
5-II-i- Réaction D(p,pn)P :<br />
Les calculs de cette réaction ont été effectués avec le ?
3-II-2- Réaction D(n,p)2n :<br />
- 38 -<br />
a) La conservation de l'isospin impose que la section efficace<br />
de la coïncidence (p-n) dans la réaction D(n,pntn soit identique 1 la<br />
section efficace (p-n) pour D(p,pn)p. De rfme, une coïncidence (n-n)<br />
serait identique à une coïncidence (p-p), l'effet coulomb ien étant né<br />
gligé. La mesure expérimentale de (n-n) comparée ft celle de (p-p) don<br />
nerait une appréciation du rôle joué par la charge.<br />
b) La réaction D(n,p)2n a été étudiée dans un cas de cinématique<br />
incomplète en mesurant le spectre des protons émis à 0 • 0* par rapport<br />
à l'axe du faisceau incident. Dans ces conditions on obtient un pic pour<br />
les énergies élevées du proton. Le calcul appliqué à cette réaction re<br />
produit la forme expérimentale (fig.l). Le pic résulte de 1'accroisse-<br />
nen t des éléments de matrice spatiaux. Une part importante est vraisem<br />
blablement due à la quasi diffusion libre, ce qui n'élimine pas<br />
une contribution de l'interaction dans l'état final des deux neutrons.<br />
2-II-3- Réaction d*D-»n»p+d :<br />
essayées.<br />
Dans cette réaction trois types de forces nucléon-nucléon ont été<br />
a) V î |(r.-r.)| ; V - -1100 MeV fm 3<br />
o • i j ' o<br />
b) V e" M^-r.)! ; v . -50 MeV , h • 0,4 fm" 2<br />
c) (V • U £«T. - h|r%rT| 2<br />
o o î j) e ' l J 1<br />
Dans le cas C, le plus élaboré, nous retrouvons convenablement la forme<br />
de la coïncidence (D-n) (fig.2), par contre la coïncidence (p-n) (fig.3)<br />
esc nettement élargie par rapport aux résultats expérimentaux. Nous cons<br />
tatons également que les sections efficaces calculées sont 200 fois plus<br />
grandes que les données expérimentales. Ce résultat n'est pas surprenant :<br />
car pour une énergie incidente aussi faible que 12 MeV et une réaction<br />
aussi complexe, l'approximation du premier ordre est largement insuffi<br />
sante. Par ce calcul, les coïncidences (D-p) ont même intensité que des<br />
coïncidences(D-n). Une différence entre ces deux mesures met en évidence<br />
l'influence de l'effet coulombien qui est relativement faible puisque<br />
leur rapport est de 1,2.<br />
(F. C0ÇU et G. AMBR0SIN0).
REFERENCES :<br />
- si -<br />
f"1J F. COÇU, C. AMBROSINO, D. CUERREAU, Communication soiœise à la<br />
Conférence Internationale sur les "Problèmes à petit nombre de<br />
corps dans la physique du noyau et des particules élémentaires",<br />
Université de Uval, QUEBEC, 1974.<br />
\î\ V. VALKOVIC, D. RENDIC, V.A. OTTE, W. VOS WITSCH et O.C. PHILLIPS,<br />
Nucl. Phys. A166 (1971) 547.<br />
[[3J F. COÇU, C. AMBROSI.VO, D. CUFPREAU, J. LACHKAR, International<br />
Symposium on neutron induced reaction, SMOLENICE 01-07 Sept. 1974.
soT<br />
*20h<br />
E L<br />
T 1 1 1—i \ 1 1 1 1 ! 1 r r<br />
a<br />
•oioh • *••*<br />
jh<br />
E n = 14.1MeV<br />
n =2.34<br />
J 1 I I L__L _L J L<br />
5 7 13<br />
- 40 -<br />
B-II -Fig. I : Spectre des protons de recula < 0 > • 0* dans la réaction<br />
n*D-»n+n+p. La coefficient indiqué sur la figura est le<br />
rapport de la section efficace théorique sur la nesura ex<br />
périmentale ranenéa au pic d'interaction nautron-nautron.<br />
La courbe en trait plein est le résultat d'un calcul «jui<br />
fait appel a l'approximation des ondes planas.
et"<br />
w<br />
«<br />
><br />
E<br />
\<br />
8<br />
0<br />
4<br />
2<br />
0<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
O<br />
-^<br />
C 0:6.63MtV<br />
Htj xO.0015<br />
N 1=0.0022<br />
E dlM«V)<br />
B-II Fig. 2 : Spectres de coïncidence deuteron-neutron dans la réaction d*0 n*p*d pour nd - 19", r<br />
><br />
et On " -30*. Les coefficient» indiqués sur la fip.urc «ont définis par le rapport de la<br />
section efficace expérimentale a la section efficace théorique ramenée nu pic de quasi -<br />
diffusion libre. Ces coefficients sont différents suivant les types de potentiels nucléon-<br />
nucléon que nous avons choisi. l.t-s courlis t>n trait pKiu sont le résultat d'un calcul nui<br />
fait appel a 1 '«•, ,>roxitnut ion dus ouUcs pianos.
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
O<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
E 0=6.63M«V<br />
M d =aoo7<br />
N, = aoos<br />
^vt&r*<br />
- H — i — > ><br />
E 0=9.73KUV<br />
0<br />
1 2 3 4 5 6<br />
•f' '4 -1 (-<br />
E 0r8.69M«V<br />
MA =0.034<br />
-| , 1 H—+•<br />
E 0 =10.70 M«V E 0 = 11.80 MtV<br />
1 2 3 4 5 0<br />
E p IM.V)<br />
1 2 3 4 5 6<br />
3 : Spectres de coincidence proton-neutron dans la réaction d*D-^n*-p*d pour Op • 19*,5<br />
On - - 30*.
B-111-1-CALCUL DE 1/EFFICACITE n<br />
lWj_DETECTEUR DENEUTRONS -<br />
La mesure de sections efficaces absolues faisant intervenir<br />
la détection de neutroi.s nécessite la connaissance précise de l'effi<br />
cacité du détecteur . Cette efficacité peut être soit mesurée, par la<br />
méthode de la particule associée par exemple, soit calculée . La mesure<br />
ne peut que difficilement être répétée avant chaque expérience et aussi<br />
doit-on faire appel à des efficacités calculées soit par la méthode de<br />
Honte-Carlo soit par une méthode analytique . Les programmes basés sur la<br />
méthode de Monte-Carlo ( 1-4 1 sont souvent volumineux et utilisent un temps<br />
de calcul trèa long pour obtenir une bonne précision . Par contre ia<br />
méthode analytique est beaucoup plus rapide et les programmes correspon<br />
dants! 5-6 1 peuvent être utilisés sur des petits calculateurs .<br />
A l'aide de la seconde méthode, un programme de calcul<br />
d'efficacité a été écrit en partant des idées de base proposées par<br />
KURZT5J . Ce programme est utilisable dans le cas d'un faisceau de<br />
neutrons parallèle et uniforme arrivant perpendiculairement à unr face<br />
plane d'un détecteur hydrocarboné cylindrique (épaisseur/) .<br />
L'efficacité de détection est définie par la probabilité qu'a un<br />
neutron d'induire une lumière de scintillation supérieure à un seuil<br />
fixé .<br />
Pour E < 10 MeV, les phénomènes prépondérants sont le diffusion<br />
n<br />
élastique n-p et les diffusions doubles n-p, n-p et n-C, n-p, mais,<br />
pour E > 10 MeV, les réactions nucléaires sur le carbone ne peuvent<br />
plus être négligées . Les réactions introduites dans le programme sont<br />
rassemblées dans le tableau suivant :<br />
Q (MeV) E seuil (MeV)<br />
n<br />
Réactions simples 1. n-p 0 0<br />
•» 12<br />
C(a,a) 9<br />
Be - 3.70?. b. i77<br />
3. ,2<br />
C(n.p)' 2<br />
B -12.588 13.637<br />
4. l2<br />
C(n,n*3 a) - 7.65 8.287<br />
Diffusions doubles 5. n-p, n-p 0 0<br />
6. n-C, n-p 0 0<br />
7. n-C*, n-p - 4.47,9 4.812
Les sections efficaces adoptées pour ces réactions sont<br />
celles utilisées dans le code 05S et sont de plus considérées cornue<br />
isotropes dans le centre de masse, sauf la diffusion n-p pour E > 10 MeV<br />
pour laquelle la distribution angulaire proposée par GAMMEI.I 7 ] a été<br />
employée .<br />
L'efficacité totale de détection est calculée comme étant<br />
la somme des efficacités partielles t. dues à chacune des 7 réactions .<br />
Réac^ions_simpJ.es .<br />
La contribution de la réaction I s'exprime par :<br />
,, - n R / 0e n dx . .__, —-t (E_,X ) d X<br />
Z (E ) - n a i . ) ' n j (E )<br />
n H b n - e u<br />
n = nombre d'atomes d l<br />
hydrogen; par cm<br />
n, = iiom'are d'à'ornes de carbone psr cm<br />
0 (E ) « secfirn efficace totale ce diffusion n-p .<br />
a„ (E ) - section sffiesce totale ie diffusion sur le carbone .<br />
C n<br />
X' = cos 6 , 0 étav.t l'angle nraximal dans le centre de masse<br />
max cm cm<br />
en deç£ dvq»'el la parti ci. J
12<br />
Le mécanisme de la désintégration C(n,n' 3 i) est complex*<br />
et assez mal connu . La schéma suivant a été adopé | 8 f :<br />
, 2<br />
C* n^<br />
1 3<br />
C*^n' •<br />
, 2<br />
C* U . • h<br />
e<br />
'-• i + i<br />
2 3<br />
en utilisant les rapport* d'embranchenu-nt proposés par DIETZEJ 8J , en<br />
fonction de E et lit. i'tuergie d'excitation du ~C :<br />
G<br />
A " «V '',, * ~ ° ^<br />
%<br />
dx . a. (E )f (E )<br />
4 C 0 4 n 3 ci n<br />
où £ (E ) est la probabilité pour que la lumière produite par les 3<br />
particules i soit supérieuve au seuil .<br />
La contribution de la réaction 5 est donnée par<br />
où E' est l'énergie dans le système du laboratoire, du neutrcn diffus.é<br />
n<br />
suivant l'angle û dans le premier choc . La seconde intégrale reprécm<br />
sente la fraction des neutrons n'ayant pas donné de lumière supérieure<br />
au seuil dans le premier choc . La troisième est l'absorption calculée<br />
pour une distance moyenne l'échappement du cylindre . Cette distance<br />
est fonction à la fois de la profondeur x où a lieu le premier choc<br />
et da la direction de diffusion ô , La dernière intégrale représente<br />
la fraction des neutrons qui, dans un deuxième choc, donne une lumière<br />
totale supérieure au seuil .<br />
Les efficacités partielles dues aux réactions 6 et 7 sont<br />
calculées par des relations similaires .
La variation de ces différentes efficacités partielles en<br />
fonction de E est représentée sur la figure I, dans le cas d'un seuil<br />
n<br />
de détection correspondant à E « 1 MeV . Cette figure moatre clairement<br />
n<br />
les contributions importantes des réactions 5 et 6 i. basses énergies<br />
-E<br />
n<br />
< 7 MeV- et de la réaction 4 pour E > 14 MeV .<br />
r<br />
n<br />
- Comgaraison_avec_les_^ésu^tats_du_çode_05S .<br />
La figure 2 regroupe les résultats obtenus, dans le cas d'un<br />
scintillateur NE 213 4"x2", par la méthode analytique et ceux déduits<br />
du code 05S pour 3 seuils différents, B - 1,2 et 3 MeV . Les deux<br />
méthodes sont en bon accord pour 4 < E < 12 MeV, l'écart n'excédant<br />
pas kl . Par contre, au voisinage de E "14 MeV, nos résultats sont<br />
inférieurs à ceux de 05S et ceci pour les 3 valeurs du seuil, la<br />
différence étant d'autant plus importante que le seuil diminue . Au<br />
delà de E » 20 MeV, l'efficacité calculée par 05S augmente légèrement<br />
n<br />
tandis que nos résultats décroissent en fonction de E<br />
n<br />
(0. BERSILLON) .
C'l"<br />
~ !L£_!LëJL!L:LÇ._Ê_§ ~<br />
V<br />
" V<br />
" V E R B I N S r I<br />
» W<br />
- R<br />
- BURRUS, T.A. LOVE, N.U. HILL, R. TEXTOR<br />
Nucl. Instr. Metho. 65 (1968) 8 ; R.E. TEXTOR, V.V. VERBINSKI<br />
ORNL-4160 (1968) .<br />
2^)- B. GUSTAFSSON and 0. ASPELLUND - Nucl. Instr. Meth. 48 (19 7 77<br />
3^] - W.W. LINDSTROM and B.D. ANDERSON - Nucl. Instr. Meth. 98 (1972)<br />
413 .<br />
A]]- D. HERMSDORP, K. PASIEKA and D. SEELIGER - Nucl. Instr. Meth. 107<br />
(1973) 259 .<br />
5^ - R.J. KURZ - UCRL 1i339 (1964) .<br />
6^ - S.T. THORNTON and J.R. SMITH - Nucl. Instr. Meth. 96 (1971) 551 .<br />
7J - J.L. GAMMEL in fast neutron physics (J.B. MARIOS and J.L. FOWLER)<br />
(1963) .<br />
8 J - G. DIETZE - Physikalisch Technische Bundesandtalt - Rapport ND-A<br />
(1973) .<br />
'.7
30<br />
20<br />
10<br />
NE Ï13 4"x2"<br />
B.IHtV<br />
1 o-p<br />
«<br />
tt<br />
C{fvn3e|<br />
5 ivp, n-p<br />
6 i»-C.f»-#<br />
3-IIE-l - Fig.l: Contribution des différentes réactions à l'efficacité<br />
totale (• ), Les efficacités partielles relatives aux<br />
réactions 2 à 7 sont multipliées par 2.<br />
7<br />
Calcul anotytiqu»<br />
. . RisuCota d> 05S<br />
1 B= 1 M#V<br />
2 B= 2 M»V<br />
3 8=3 M#V<br />
B-IIt-l - Fig. 2» Comparaison des résultats du calcul analytique et du<br />
code 05S.<br />
48 •
3-III-2 - DETEWjmTIUN_DES_SEÇTIOSS_LFFIÇAÇES_DE_ÇA?Ti:RK<br />
L'examen des demandes de constantes nucléaires fait ressortir<br />
un besoin très important de sections efficace» (n,v) sur une ^arœe<br />
d'énergie s'étendant de i Kev à 3 Mev. Ses évaluations peuvent ré<br />
pondre partiellement a ces denandss, mais d'une façon générale, les<br />
résultats expérimentaux disponibles sont très peu nombreux da.o L
L?S^_DÇE_SECTI0NS_EFFIÇAÇ!S_{n A2nl_ET_£n^<br />
Le rapport <strong>CEA</strong>-F-4627 présente de façon détaillée le principe<br />
de la T!«esure des sections efficaces (n,2n) et (n,3n) basée sur lx<br />
technique du gros scintillateur liquide chargé au Gadolinium. Cette<br />
technique repose sur la détection directe des neutrons de la réaction<br />
(n,2n) ou (n,3n). Les erreurs systématiques éventuelles sont diffé<br />
rentes de celles qui peuvent s'introduire dans la technique de œsu-<br />
re par activation, généralement utilisée dans d'autres laboratoires.<br />
La comparaison des résultats obtenus par ces deux techniques coetplé-<br />
nentaires devrait donc permettre une bonne estimation des erreurs<br />
systématiques et devrait conduire a une meilleure connaissance des<br />
sections efficaces (n,2n) et (n,3n).<br />
Le rapport <strong>CEA</strong>-R-4627 présente les résultats obtenus en 1973<br />
i .- *, , . . . 56. 59, 89„ 169^ 175 T<br />
pour les sections efficaces (n,2n) de Fe, Co, Y, Th, Lu,<br />
181, !97. 209„. 238,. , . „. , , . , 238.. „<br />
>a, Au, Bi, L et la section efficace (n,3n) de L. Ces<br />
résultats ont été complétés en 1974 par une nouvelle série de mesures.<br />
Les sections efficaces (n,2n) de Sb, Rh, W, Ni, Pt ont également<br />
été mesurées du seuil a 15 MeV.<br />
N'ous avons d'autre part mesuré la section efficace (n,2n) des isotopes<br />
76, 78, 80 et 82 du Sélénium, à partir d'isotopes séparés provenant<br />
d'URSS. L'interprétation de ces résultats est en cours, en liaiton<br />
avec Melle JARY qui réalise le calcul de ces sections efficaces 3 par<br />
tir d'un modèle statistique. L'effort a porté également sur la mesure<br />
235 239<br />
des sections efficaces (n,2n) et (n,3n) de U et Pu. Les résul-<br />
235<br />
tats sont reproductibles pour U en dessous de 12 MeV. La dispersion<br />
des résultats obtenus entre 12 et 15 MeV est due au taux important de<br />
3<br />
neutrons parasites qui .-ccotnpapnent la réaction D(d,n) He productrice<br />
des neutrons incidents. L.i olution est à rechercher dans l'utilisation<br />
3 4<br />
des réactions T(p,n) Ile et T(d,n) He pour nroduire les neutrons inci-<br />
f!e"»t-<br />
>es résultats trèr, encourageants ont également été obtenus en<br />
239<br />
dessous de 12 MeV pour Pu. Ils devront être confirmés par une mesu<br />
re ultérieure.<br />
(J. <strong>FR</strong>EHAUT, G. MOSINSKI, R. BOIS).
E-i::-i - >cgçg|_DES.SirçTigws.EFFICACES ^FISSION.<br />
Les mesures de sections efficaces de fission de l" effectuée»<br />
avec de» neutrons d'énergie comprise entre C,5 et 2,2 MeV correspon<br />
dent 3 ta première £tape du programme de mesures de section* effica<br />
ces de fission ais lur p'.td pour répondre aux dervar.de» des utilisateurs<br />
des données nucléaires.<br />
C-» assures nous permettent, d'une part de contrôler notre tech<br />
nique expérimentale dans un domaine d'énergie où les données évaluées<br />
sont its plus précises, d'autre part de comparer les trois modes d'u<br />
tilisation» possibles d'une chambre d'ionisation pour ce tjrp* de mesu<br />
re : chambre 2*, chambre 4* et chambre *» avec corrélation des frag<br />
ments.<br />
- Technique expérimentale :<br />
L'n dépôt de I00_g/ca2 d'acétate de """V, déposé par électrospraying<br />
sur du Vyns raétalisé de 30ug/cm2, constitue l'électrode centrale de<br />
la chaabre d'ionisation &v utilisée.<br />
Le flux des neutrons, produits par la réaction T(pn) Ke avec l'accé<br />
lérateur Van de Craaff 4 Mev, est déterriné par un long cocpteur di<br />
rectionnel.<br />
L'acquisition des quatre paramètres : l'énergie de chacun des deux<br />
fragments de fission, la somme des énergies des fragments et l'instant<br />
où se produit la fission, est réalisée avec l'aide d'un Mitra 15.<br />
Un prétraitement en ligne permet de constituer, après éliaination des<br />
fissions fortuites, les trois spectres suivants :<br />
- le spectre d'énergie des fragments de fission détectés.<br />
- le spectre de la somme des énergies de ces fragments de fission.<br />
- le spectre de la somme des énergies des fragments de fission corrélés.<br />
Ces spectres (figures 1,2 et 3) qui correspondent aux trois modes d'u<br />
tilisation de la chambre d'ionisation, permettent de comparer ceux-ci<br />
pour des conditions expérimentales identiques.<br />
- Résultats :<br />
L'exploitation de ces spectres montre qu'entre les deux modes d'utili<br />
sation 4w et 2ÏÏ.<br />
- la proportion des fissions perdues dans le premier cas est inférieu<br />
re à ! Z.<br />
- le pourcentage du nombre de fissions obtenu par extrapolation du<br />
spectre vers les basses énergies est aussi deux fois plus petit dans<br />
le cas 4w, d'où une erreur correspondante diminuée d'autant.
P'autre p*rt les résultats très proches obtenus avec les modes 2*<br />
- 5i<br />
et it- ave: corrélation des fragments, font apparaître tout l'inrérêt<br />
de ce dernier nude lorsque l'activité alpha devient importante.<br />
Des ro. sures complémentaires, nécessaires à la détermination des va<br />
leurs des sections efficaces de fission, sont en cours.<br />
- Mesures envisagées<br />
Ce programme sera poursuivi avec la nême technique par des mesures<br />
simultanées des sections efficaces de fission de K et U avec<br />
des neutrons d'énergie supérieure à 2 Mev, puis par des mesures de<br />
239<br />
sections efficaces du Pu.<br />
Pr ailèlemcnt des mesures seront entreprises sur un corps à très<br />
. . 241<br />
forte activité alpha - Am - avec un scintillateur gazeux 4*.<br />
(M. CAN'CE, C. CRENIEF, J. VniCN'I<strong>FR</strong>),
2B1C . r<br />
200. \<br />
l".<br />
B-III-4. Tic. I :<br />
CHAMBRE A FISSION In<br />
Epaisseur depot lOOjug/cm?(Acetate d Uranium 23b I<br />
Epaisseur support 20/ig/cm^ Vyns<br />
Energie neutron E n 2 ? Mev<br />
Energie cinétique<br />
des fragments de fission<br />
(Unité arbitraire )<br />
Spectre d'énercie des frajrments de fission.
2*0l.<br />
lîor. .<br />
CO.<br />
CHAMBRE A FISSION 4*<br />
Epaisseur depot 'OOjig/cm? (Acetate d Ur«nium235)<br />
Epaisseur support 20^ltt'cm' V>ns<br />
Energie neutron E n ; 2 2 Mew<br />
. a—i—! 1-<br />
10. 70. 10' .<br />
Somme des énergies cinétiques<br />
des fragments de fission<br />
(Unité arbitraire)<br />
rç-ÎTT-4. Fig. 2 : Spectre de la somme des énergies dea frapjnents de fission.
• Off<br />
«F*.<br />
B-III-4 - Tip. 3<br />
CHAMBRE A FISSION 4.1<br />
( Fragments de fission corrélés)<br />
Epaisseur depot 100nç/cm 2<br />
'Acetate d Uranium 235<br />
Epaisseur Support 20«g/cm^ Vyns<br />
Energie ••cuiron E n2 2M«v<br />
70. 10'.<br />
Somme des éntro,i«cntttquas<br />
de» fragments de fission corrélés<br />
(Unité arbitraire )<br />
P.-TIT-4. Flf». 3 : Spectre d'énergie de la somme des 5nergiefl des fracments<br />
de fission corrClé*.
c<br />
o<br />
bO<br />
tO<br />
• ^ 'O<br />
a; a.<br />
T3<br />
c<br />
a><br />
T3 - — 5,6<br />
3<br />
agm<br />
port<br />
a;<br />
rbitr<br />
lOtXPl<br />
6.V r"<br />
— u. <br />
• 114 44fffI444«ll<br />
«4M<br />
4M<br />
«44II4444K-<br />
KM<br />
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Energie cinétique des fragments de fission<br />
détectés du côte du dépôt<br />
(Unite arbitraire)<br />
B-III-A. Fig. i* : Spectre biparamétrique : de l'énergie des fragmenta<br />
détectés du cStë du dépSt et de l'énergie des frag<br />
ments détectés du côté du support du dépSt.<br />
S6 -
DETERMINAT^ EXP<strong>FR</strong>iœNTALF^<br />
DE_FISSIOS.<br />
Les précisions de 1 à 5 " actuellenent souhaitées pour les spec<br />
tres en énergie des neutrons proopts de fission, ne sont pas entière<br />
ment satisfaite*.<br />
Il existe des divergences allant patfois jusqu'à 5 Z dans la<br />
une du spectre la rieux connue (2 Mev 7 Mev) . Ces divergences pro<br />
viennent essentiellement de 1'imprécision sur l'efficacité des détec<br />
teurs à scintillation.<br />
En 1974, nous avons jugé préférable d'interrompre monentanênent<br />
iio 235 23°<br />
nos mesures en fission provoquée sur " U, U et " '?u, afin de fai<br />
re porter notre «fforc sur la reproductibilitô des mesures.<br />
!.'ous avons étudia plus particulièrement toutes les questions se<br />
rapportant .1 la stabilité de 1 ' appareil .ape, aux méthodes de calibra<br />
tion des détecteurs de neutrons, et à l'importance de 1'environnement<br />
pour les problèmes de bruit de fond. Lorsque le détecteur de neutrons<br />
est p.écédé d'un collimateur, le spectre observé peut être affecté<br />
par la position et la constitution de ce collimateur ; nous avons donc<br />
examiné également cette question.<br />
252<br />
Le Cf a été suggéré corame standard. Les diverses mesures rérentes<br />
sont toujours en désaccord entre elles, tant sur les valeurs de<br />
l'énergie moyenne, qui divergent de 5 X, que sur la forme du spectre<br />
252<br />
ers-dessous de 1 MeV. Noue avons cherché à obtenir avec le Cf une<br />
forme de spectre reproductible qui puisse servir de référence en fis<br />
sion provoquée. Les mesures ont été réalisées en détectant le rayon<br />
nement y prompt poi.r identifier la fission. Le spectre en énergie des<br />
neutrons prompts est déterminé pir la méthode du temps de vol dans 1'<br />
intervalle 80 KeV - 20 VeV. Le détecteur de neutron» est constitué d'un<br />
scintillateur liquide NE2I3 (diamètre 10 cm, épaisseur 5 cm) couplé à<br />
un photomultiplicateur XPI040. Son efficacité est fonction du gain de<br />
la chaîne et de la valeur du seuil électronique.<br />
On peut considérer que les seuils électroniques ont une stabilité re<br />
lativement bonne ; par contre le gain de la chaîne est sensible aux<br />
variations de température du scintiliateur et du tube photomultiplica<br />
teur ainsi qu'aux dérives éventuelle! d'autres constituants de la chaîne.<br />
Le déplacement du détecteur (agitation du liquide, changement d'orienta<br />
tion par rapport au champ magnétique terrestre) lors d'une distribution<br />
angulaire, conduit parfois â une modification du gain de 10 l et par<br />
suite à une variation du seuil de détection.
Peur remédier 3 ces inconvénients, un systêse de contrôle automatique<br />
du gîin est utilisé dans la chaîne de détection, l'ne irpulsion lumi<br />
neuse stable en amplitude, délivrée par une diode -ihotolurincscente,<br />
est arptiqu^e sur le «cinti 11 iteur ; une themistance compense les<br />
variations de la luminescence avec la température. Ce système, couplé<br />
à un stabilisateur de pic, et l'utilisation de sources gamma pour la<br />
calibration, nous ont permis d'effectuer des mesures parfaitement sta-<br />
252<br />
blés et reproductibles sur le spectre des neutrons de fission du Cf<br />
A plusieurs mois d'intervalles.<br />
Lorsque le seuil de détection a une valeur inférieure à 1 Mev,<br />
il est difficile de connaître sa valeur exacte car les rapports de scin<br />
tillation entre électron et proton diffèrent suivant les auteurs.<br />
••'ous avons effectué des mesures de ce rapport dans la garvne d'énergie<br />
80 KeV à 20 MeV. Le tableau ci-dessous donne les rapports ùe scintilla<br />
tion obtenus dans le cas du scintillateur NE2I3.<br />
Enerpie proton (Mev) 0,080 0,160 0,235 0,320 0,400 0,465 0,520<br />
Energie électron(Mev) 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070<br />
0,580 0,690 0,890 1,070 1,220 1,590 1,820<br />
0,080 0,100 0,150 0,200 0,25''! 0.40C 0,500<br />
2,35 2,9 5 9,2 1!<br />
0,750 1 2 4 5-<br />
Nos result/its expérimentaux sur la forme du spectre des neutrons<br />
252<br />
prompts de fission du Ci sont bien représentée par une loi de Maxwell<br />
l / 2 E / T f<br />
N(E) - KE e"<br />
entre 1 et 10 MeV, avec T f - 1,48 * 0,02 MeV.<br />
Au dessous de I MeV, nos mesures donnent des valeurs majorées de 5 à<br />
10 7. par rapport à cette loi. Ces résultats sont préliminaires, des me<br />
sures complémentaires sont nécessaires pour déterminer avec précision<br />
l'efficacité du détecteur.<br />
Des mesures à basse énergie (E < I MeV) sont envisagées pour étudier<br />
cette zone du spectre encore mal connue. De» détecteurs de neutrons<br />
plu* adaptés â cette gamme seront utilisés, le MEII0 et le scintilla<br />
teur liquide chargé au B en particulier.<br />
(A. BERTIN).
5£_?I§5ÇAÏ9[S_;_^ÇÎŒRÇHE_DE_LA REAÇTIONin^xf ) •<br />
Les mesures du nombre moyen v de neutrons prompts et de l'éner<br />
gie moyenne I du rayonnement y prompt de fission que nous avons réa-<br />
Y 235 239<br />
liaées pour la fission de U et Pu induite par neutrons "s' ont<br />
conduit 1 la mise en évidence de la réaction (n.yf), dans laquelle le<br />
noyau composé se désexcite partiellement par transition radiative avant<br />
fission J 1,2j . Le rayonnement y de préfission s'ajoute alors aux<br />
rayons y émis par les fragments, d'où une augmentation de E . L'émis<br />
sion de rayons y avant fission diminue l'énergie d'excitation du noyau<br />
composé, ce qui conduit à une réduction des énergies d'excitati.on des<br />
fragmenta de iiseion et diminue ainsi le nombre de neutrons qu'ils<br />
émet'ent. Expérimentalement, on observe un mélange de fissions direc<br />
tes et de réactions (n,yf) et les quantités observées s'expriment par<br />
les relatione f~2J :<br />
- * V -<br />
E - E • -s- «<br />
Y yi rf Y<br />
V<br />
" V<br />
d " T7 % (<br />
d? }<br />
où E . et v. sont les valeurs de E et v pour la fission directe,<br />
Yd d Y .<br />
e est 1 énergie moyenne du rayonnement y de préfission et-jw-t<br />
représente la variation linéaire[_3 J de v en fonction de l'énergie<br />
d'excitation E* du noyau composé. Le rapport de la largeur r , pour<br />
la réaction (n,Yf) i la largeur totale de fiaaion F exprime la pro<br />
portion de réactions (n,yf) dans la désexcitation du noyau composé<br />
par fission. Pour les résonances ayant les mêmes spin et parité J ,<br />
les quantitée ê et r , restant constantes car le processus (n,jf)<br />
a un grand nombre de voies de sortie : les lois Ey • f("r~) et<br />
t • f(=-) sont donc de* droites dont la pente est caractéristique de<br />
la réach on (n,yf)•<br />
La mise an évidence de (n,yf) 1 partir des mesures de v et E pour la<br />
fission de U et Pu induite par neutrons "s" nous a conduits à<br />
rechercher l'influence de cette réaction dans le cas de la fission<br />
induite dans Pu, an utiliaant la aims appareillageTlJ . Les neu<br />
trons incidents, dans la gamme d'énergie 2 à 100 «V ont été produits<br />
en utiliaant l'accélérateur linéaire d'électrons de 60 MeV de Saclay.<br />
Las masures de v et E ont été réalisées à l'aide d'un scintillateur<br />
V<br />
liquide sphérique chargé au Cadolinium.
Les figures I et 2 présentent les distributions expérimentale»<br />
- f,r -<br />
E • f(-^-) et v » f( —<br />
—) pour las 2 familles de résonances du Pu,<br />
f f * * •<br />
ayant respectivement let spin et parité 2 et 3 , en utilisant la<br />
détermination des *pir»e et des largeurs de fission de BLONSTi J .<br />
L'échelle E est arbitraire (canaux). Le lissage de ces résultats par<br />
des droites donne les résultats suivants :<br />
resonances J » 2<br />
(94,59 • 0,13) • (34,0* • 22,66)f -I<br />
~ - (2,909 t 0,005) - (0,892 • 0,869)!\<br />
- résonances J » 3<br />
I - (94,71 t 0,10) • (7,45 î 3,45): f"'<br />
v - (2,893 t 0,006) - (0,249 * 0,l88)r "'<br />
A partir dos pente* de cas droites, en utilisant la valeur récente<br />
—.• 0,147 ± 0,023 neutrons/MevTslet le résultat de l'étalonnage<br />
d<br />
! 1<br />
de la voie E_ | il (0,216 • 0,004 MeV/canal), on déduit lea valeurs<br />
suivantes poi.r le produit ê . P :<br />
y Yf<br />
à vartir de<br />
Ë - ti-rM<br />
Y F<br />
f<br />
à partir de<br />
v - f(^)<br />
'f<br />
résonances J' « 2<br />
_w •<br />
résonances J •> 3<br />
(7619 i 4901) eV 2 (1682 i 747) eV 2<br />
(6068 • 5987) eV 2<br />
(6068 • 5987) eV 2<br />
valeur moyenne (6997 ± 3792) eV 2<br />
(1694 • 1306) eV 2<br />
(1694 • 1306) eV 2<br />
(1684 • 642) eV 2<br />
Les résultats préliminaires d'un calcul théoriquefsj indiquent que<br />
e dépend peu de J et est voisin de 1,2 MeV, ce qui conduit â des<br />
valeurs de r de ^ 6 meV pour les résonances 2 et de ^ I,5 m«V pour<br />
les résonances 3 ,<br />
L'effet de la réaction (n,yf) est important pour lea résonances ayant<br />
J • 2 . Pour ces états, la barrière de fission se trouve A environ<br />
700 kev[ô] en dessous de l'énergie de liaison du dernier neutron : il<br />
y a au moins une voie de fission complètement ouverte et les largeurs
de fiaaion aont donc généralement largea pour ces résonances. Expérimentalement,<br />
on n'observe pas de résonances ayant une largeur de<br />
fission suffisamment petite pour que la réaction (n.ïf) soit prédominante<br />
(r, >>T ,). L'effet de cette réaction est masqué par les «rf<br />
yf<br />
reura expérimentales, ce qui entraîne une mauvaise détermination du<br />
produit e .T ..<br />
Pour lea réaonancea ayant J» • 3 , l'effet de la réaction (n,yf) esc<br />
trèa faible et également masqué par les erreurs expérimentales.<br />
(.!. <strong>FR</strong>EHAIT, C. SIMON).<br />
REFERENCES :<br />
TlJ J. <strong>FR</strong>EHAIT, D. SHACKLETON, Proc. Syn-posiuin on Physics and Chemis<br />
try of Fission, Rochester II (1973) 201.<br />
£2j Yu. RYABOV, J. TROCHON, D. SHACKLETON, J. <strong>FR</strong>EHAUT, Nucl. Phys.<br />
A2I6 (1973) 395.<br />
P3J J. <strong>FR</strong>EHAUT, C. MOSINSKI, P. BOIS, M. SOLEILHAC, Rapport <strong>CEA</strong>-R-4626<br />
(1974)<br />
[^T J. BLONS, H. DERRIEN, A. MICHAUDON, Proc. of Conf. on Neutron<br />
Cross Sections «nd Technology, Knoxville II (197!) 836.<br />
fsl C. SLMOW, J. TR TROCHON, ce compte-rendu.<br />
f6J B. BACK et al., Nucl. Phy». Ai65 < 1971 > U9.
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3-IV-2 - Pig. 2 : Distributions expérimentales f • f(—) et v - f(T~) P°"r<br />
o<br />
(NI<br />
Y<br />
242<br />
f f<br />
les résonances J • 3 du Pu. Les droites en traits<br />
CM<br />
- 6J<br />
pleins représentent des ajusteront* obtenus par la méthode<br />
des moindres carrés.
ÉTUDE L 1<br />
' l<br />
^_2§ÎIÇTÇy5-?2k'B_^--^§k'M-?Ç-tl§!l!l!ÇILÇIî:lïî5yi-n.LA<br />
Lorsqu'au cours du processus de fission le noyau s'est déforaé<br />
au delà du point seuil, il va inévitablement vers la scission. Comment<br />
se coHporre-t-il pendant cette période ? Quel rôle joue la supcrconduc-<br />
tivité nucléaire ? Y at-il des ruptures de paire* de nucléon avant la<br />
scission ou seulement pendant ? Autant de questions qui se posent 1<br />
I'heure actuel le.<br />
Expérimentalement, nous pouvons tenter d'y répondre en étudiant<br />
les propriétés des fragments de fission, principalement leur énergie<br />
d'excitation et leur énergie cinétique E . C'est pourquoi nous avons<br />
entrepris 1'étude d'un détecteur permettant de mesurer l'énergie ciné<br />
tique et la distribution en masse des fragments de fission dans le cas<br />
de réaction (n,f). Les mesures seront -'.^ites auprès ; Van de Craaff<br />
Tander. rt du Van de Graaff 4 MeV utilisés comme sources puisées de r.eu-<br />
trons.<br />
!'n schéna d' ' •' "••' - :<br />
.v détecteur est irisent' .r II ':-.! . l..i<br />
ratière fissile est déposée sur quatre feuilles de carbone de 30 «.g/cm2<br />
d'épaisseur. Les dépôts ont un diamètre de 19 nw et 80 i.p/cm2 d'épais<br />
seur.<br />
Les fragments de fission sont détectés par cinq jonctions à bar<br />
rière de surtace, complètement désertées. Leur épaisseur est de 50 -<br />
Ces détecteurs seront directement dans le faisceau de neutrons. A la<br />
température ambiante, le constructeur estime qu'ils sont détruits après<br />
une irradiation dans un flux intégré de 10 neutrons/ctn2. Afin de pro<br />
longer leur durée de vie, nous les refroidissons à la température de<br />
1 azote liquide. Des irradiation* ont été effectuées avec des neutrons<br />
de !4 MeV produits par le Van de Craaff de 550 keV du CEB-3. Le* ca<br />
ractéristiques de la jonction utilisée ont commencé à se détériorer<br />
13<br />
sensiblement après une irradiation par un flux intégré de .,.10 neu-<br />
trons/cn2. La durée de vie ainsi obtenue esc donc augmentée d'un fac<br />
teur 5 par rapport à une utilisation à la température ambiante.<br />
L'énergie cinétique E et la masse de chaque fragment seront dé<br />
terminés 3 partir de la hauteur des impulsions obtenue* simultanément<br />
dans les deux jonctions entourant le dépôt fissile, par une calibration<br />
252<br />
faite à l'aide de la fission spontanée du Cf. Afin d'éliminer les<br />
éventuelles dérives du g.-ùn des jonctions et de l'électronique associée,<br />
nous mesurerons alternativement en de courtes périodes, le corps â<br />
13
252<br />
Étudier et la fission spontanée du * Cf. Par ailleurs, un dépôt<br />
"tantôt*", c'est à dire une feuille de carcone sans dépôt fissile,<br />
sera eis en plac» dans l'enceinte afin de contrôler d'ure part les<br />
réactions parasites, et d'autre part la contamination des jonctions<br />
252<br />
par autotrans'err des atomes des dépôts*** Cf. Les trois types de<br />
dépôt, corpa fissile, Cf et dépôt "fantôme" seront sur une roue<br />
qui les placera alternat!ventent entre les jonctions. ?nr la rire roue,<br />
il est prévu une quatrième place, ce qui permettra éventuellement d'<br />
étudier deux corpa à la fois.<br />
Les noyaux cibles dont l'étude est envisapee sont :<br />
235 239<br />
- noyaux fissiles U, Pu : vérification des travaux de Blyutaitina<br />
qui sont actuellement mis en doute [ il .<br />
- noyaux ayant un seuil de fission pour les neutrons :<br />
238 -<br />
U : étude des variations de E au moraent de la fission de 2ème<br />
chance, 3ène chance etc...<br />
23i ">32 230 —<br />
Pa, " *7h et, si l'on peut en disposer, Th : étude de F. dans<br />
les structures résonnantes se trouvant dans le seuil de fission.<br />
(S. PLAIT AI'.D, Y. <strong>FR</strong>ANAL, J. TPXH0N).<br />
REFERENCE :<br />
£|J BLYUMXINA Yu et al., N'ucl. Phys. 52 (1964) 64»
Azote<br />
- 66 -<br />
Semelle de re froid issemenr<br />
Jonchons<br />
Dépôts du corps fissile<br />
à étudier<br />
Depots de Cf<br />
J vers pompe à vide<br />
B-IV-3. Fig. 1 : Schéma de principe du détecteur de fragments de fiasion.<br />
Echelle : environ 1/2.
- 67 -<br />
2 3 9<br />
2 3 5<br />
CALCUL DES PARAMETRES DE LA REACTION (n.yf) POUR LE Pu ET LE U.<br />
Le rfaction (n,Yf) a été mise en évidence par plusieurs expérien-<br />
239 235<br />
ces sur le Pu et également, mais de façon moins nette, sur le U<br />
T par la valeur moyenne c , du spectre des rayons y de préfission<br />
pour chaque état de spin ont été déterminées P1,2,^J . Nous avons cher<br />
ché à reproduire ces résultats par un calcul séparé de r , et de e ,.<br />
Yl Yl<br />
Après émission d'un rayon Y d'énergie E , le noyau composé est<br />
dans un état d'énergie d'excitation Sn-E , de spin el parité J'*'. La<br />
largeur T correspond a la somme des probabilités qu'a le novau<br />
de fissionner pour les différentes valeurs de E et de JN' :<br />
Y<br />
/<br />
Mal'".oureuser.ent nous disposons de très peu d ' informations expérimentales<br />
et théoriques à ce sujet, l'ne pretnière tentative faite en choisissant un<br />
"carpir.p" conpatibie .ivec 1 ' arwrt issenent de la résonance observt't par<br />
réaction (d,pf) à 5 MeV d'énercie d'excit, ri'n du noyau cc-^osî ("dar;i ; rr'<br />
inter-H'rfiaire) no donne yns de résultats satisfaisants.<br />
(C, SIVPN, .'. TROCHO',') .<br />
REFERENCES :<br />
ri"! SHACKLETON' 0. et al., Phys. Lett., 42B (1972) 344.<br />
Q2~l RYABOV Yu et al., N'ucl. Phys. A216 (1973) 395.<br />
[~ 3~J FP.EHAUT J. et al.. Proceeding Conf. Rochester, Physics and Cher.is-<br />
try of fission, II (1973) 201.<br />
L^J BLATT J.M, WEISSKOPF VT. .Theoretical N'uclear Physics. Fd John WILEY<br />
and son, New-York (1952).<br />
B0LLi::CER LM et THOMAS CE., Phys. Rev. 6C(1972)1322.<br />
THOMET, communication privée.<br />
BRITT HC et al., Phys. Pev. 175(1968)1525.<br />
BACK BB et al., Phys. Re*. 9C(,974)1924.<br />
BONDORF J.P and al. Phys. Lett, 3IBO970) I.
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EFFETS_DYN'^MigUES_p^S_U_FISSI(}N_DE____Pu..<br />
240<br />
Les effets dynamiques de la fission de Pu à basse énergie<br />
239<br />
ont é^é étudiés expérimentalement à partir de la réaction Pu(d,p f)<br />
I 1 1 et de la mesure du nombre moyen de neutrons prompts émis lors de ia<br />
fission induite par neutrons! 2] . Ces résultats ont été analysés avec.<br />
ceux de la fission spontanée et de l'isomère de fission rapportés par<br />
ailleurs jl ,-4 1 . L'ensemble de ces données permet d'étudier l'influence<br />
240<br />
de l'énergie d'excitation de Pu sur les diverses grandeurs caractéris<br />
tiques de la fission de ce noyau : 1'anisotropic d'émission des fragments,<br />
la distribution de leur énergie cinétique, le nombre moyen de neutrons<br />
prompts (Fig. J) et la distribution de leur masse .<br />
Les états de Pu d'énergie d'excitation élevée () 4,75 MeV)<br />
donnent naissance à des fragments dont la valeur moyenne de l'énergie<br />
cinétique totale décroît lorsque l'énergie d'excitation du noyau fission-<br />
nant croît . Les fragments sont donc d'autant plus excités que l'énergie<br />
9 / n<br />
d'excitation de Pu est grande . Ces observations sont compatibles avec<br />
l'hypothèse d'un mode de fission avec fort amortissement .<br />
Le comportement des valeurs moyennes de l'énergie cinétique<br />
totale des fragments, de leur masse et du nombre de neutrons prompts,<br />
pour la fission spontanée, montre qu'un autre processu intervient à plus<br />
basse énergie d'excitation . Il se rapporte à la fission de l'état fonda<br />
mental, de l'isomère de forme et des états vibrationnels peu couplés du<br />
deuxième puits de la barrière (E '>•• 4,65 MeV) . Pour ceux-ci, la<br />
. 2U0<br />
quasi-totalité de l'énergie d'excitation de Pu est transférée en<br />
énergie cinétique des fragments . Une part très faible, sinon nulle, de<br />
l'énergie libérée au cours de la fission est dissipée en énergie<br />
d'excitation des fragments . Divers arguments permettent de supposer que<br />
les mnfîgiirarionrs au point de scission sont semblables pour ces états<br />
et que l'accroissement d'énergie du système se retrouve ainsi en énergie<br />
cinétique de pré-scission . Ces observations tendent à accréditer<br />
L'hypothcse d'une faible viscosité pour ce mode de fission .<br />
( J. LACHKAR, J. STGAUD, Y. PATIN) .
REFERENCES :<br />
- 71 -<br />
Til- LACHKAR J., SIGAUD J., PATIN' Y. - Proceeding Conf. SMOLENICE<br />
(1974) te be published .<br />
L2J- SOLEILHAC M., <strong>FR</strong>EHAUT J., GAURIAU J., MOSINSKI G. - Nucl. data<br />
for Reactors (Proc. Conf. HELSINKI 1970) 2_ IAEA VIENNA (1970) 145<br />
£3^ - DERUYTTER A.J. ,WEGENF.R-?ENNING G. - Third Conf. Phys. and CUm.<br />
of Fission, ROCHESTER (1973) IAEA/SM - 174/35 .<br />
£4]- WEBER J., SPECHT H.J., KONECÎ4Y E., HEUNEMAN D. - Nucl. Phys.<br />
A 221 (1974) 4',4 .
En bas.<br />
3.5<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
»<br />
*7<br />
•y<br />
1 1 1 1 1 1 _ 1 i i ... i<br />
g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
HI<br />
2 ENERGIE D'EXCITATION DE 24V<br />
P U (M«V)<br />
n-rv-5 - FIGURE i -<br />
- 72 -<br />
neutrons prompts émis au cours de la<br />
fission de 2Pu induite^par capture de neutrons en fonction de<br />
l'énergie d'excitation du noyau composé '* ^ Le point a<br />
U<br />
L^J ' * ---'-*• *<br />
'énergie d'excitation nulle correspond à la fis"sion fission spontanée! 2 1 .<br />
Valeur moyenne, de l'énergie cinétique totale des fragments primaires<br />
en fonction de l'énergie d'excitation ciu noyau fissionnant. .<br />
Les points blancs - échelle de gauche - ont trait aux fragments<br />
de fission émis dans la direction de recul du noyau '^pu ; les points noirs -<br />
échelle de droite - aux fragments émis dans la direction perpendiculaire<br />
Le point h K = 0 est relatif à la fission spontanée I 3 | et le<br />
point .) Y. = 2.35 MeV est relatif h la fission i Sf.mér ique .<br />
exe
Dr ^":.cTiJNS_DE_TR.\:jsn:p.T_AVLC y :n ?<br />
2L :<br />
L^hi!L= A<br />
-ï2 :r<br />
R|AÇTIQN5_id An2_ET_iT inl_SUR_ÇERTMNSJiOY/V^X_DE_U_çgyÇH<br />
- 7", -<br />
ïlA2Zllz ~<br />
L'étude présentée ici se situe dans le cadre de recherches des<br />
tinées à approfondir nos connaissances expérimentales et théoriques<br />
des noyaux si tué3 au voisinage des sous-couches I d — cl 2 s y de la<br />
couche s-d où les déformations nucléaires présentent un caractère am<br />
bigu en raison de leurs brusques variations. Si l'on admet, désormais,<br />
que ces déformations sont relativement grandes et positives pour<br />
28<br />
A ~ 25, plu« faibles et négatives pour Si, à nouveau positive- ; ur<br />
32<br />
?, il en reste pas moins vrai que la structure de la plupart des<br />
noyaux de cette région n'est pas encore très bien comprise. Aussi nos<br />
expériences ont-elle L«' cnvisapî-es dans le but d'obtenir ce r..- •-vil<br />
les informations (spin, parité, isospin, facteurs spectroscopiques ou<br />
intensités de transition) susceptibles d'améliorer les approches théo<br />
riques.<br />
29 30<br />
- Réaction Si£d4n}.__P. 29 30<br />
Une première analyse de la reaction Si(d,n) P a déjà été<br />
présentée dans le précédent rapport d'activi'é. Les résultats plus<br />
complets, publiés récemment! I L font apparaître un accord satisfai<br />
sant entre les caractéristiques spectroscopiques expérimentales et<br />
les prévisions du modèle en couches »ussi t en pour les niveaux de<br />
parité positive que pour ceux de parité négative.<br />
2fï 27<br />
- Réaction JMgfdjn^ Al.<br />
Les sections efficaces différentielles de la réaction<br />
26 27<br />
Mg(d,n) Al ont été mesurées en utilisant le Van de Graaff Tandem<br />
aux énergies incidences de 6 et 8 HeV avec le dispositif expérimental<br />
décrit dans In réf.[ 2j| . Les différents spectres de temps de vol der<br />
neutrons ont été obtenus pour des angles compris entre 0* et 100* à<br />
E d - 6 MeV, 15* et 80* H^ • 8 MeV. La figure I représente l'un de<br />
ces spectres.<br />
Pour une longueur de vol constante et égale à 18 ni, avec une<br />
cible d'oxyde de magnésium (enrichie à 99 X) d'envfron 100 yfl/cm2, la<br />
résolution en énergie varie d'une centaine de keV peur les neutrons<br />
27<br />
associés au niveau fondamental de Al à moins de 20 keV pour les neutron*<br />
associés a des niveaux d'énergie d'excitation de 8,5 MeV.
- 74 -<br />
L'étude des différents spectres fait apparaître 70 niveaux du<br />
•>7 . . . .<br />
noyau * Al. A chaque énergie incidente, une cinquantaine de distribu<br />
tions angulaires de neutrons ont été extraites. Au cours de l'analyse<br />
de ces distributions, il s'est avéré que les sections efficaces diffé<br />
rentielles devaient être traitées cosine résultant de la superposition<br />
incohérente de deux mécanismes d'interaction, l'un direct, le plus sou<br />
vent prépondérant, l'autre de noyau composé. La section efficace direc<br />
te a été calculée, dans le cadre de l'approximation de Born en ondes<br />
déformées (DVBA), avec le program» DWUCJcTsj . La contribution d'un<br />
mécanisme de réaction par noyau composé (supposée de nature statistique)<br />
a été évaluée avec un programme de calcul Hauser-Fehsbach (HF)J_ 4<br />
_J • La<br />
figure 2 rassemble les transitions 1 " I obtenues ; elle montre que la<br />
P<br />
forme des distributions angulaires expérimentales est bien reproduite<br />
par l'addition incohérente des résultats des calculs DWBA et HF.<br />
Le noyau cible Mg étant pair-pair, les niveaux de Al peuplés<br />
par un mécanisme direct (au nombre d'une trentaine pour chaque énergie<br />
incidente) ont une parité (-1) définie par la détermination du moment<br />
de capture.du proton et seulement les valeurs possibles de spin<br />
ft I t_ y r lyj<br />
J * +• t — . L'étude de la réaction Mg(d,n) Al nous a permi* de pro<br />
poser, compte tenu des valeur» * , de nouvelles KttribuCions de spin et<br />
parité pour une dizaine de niveaux appartenant à la région d'excitation<br />
comprise entre 6 et 9 MeV. Ce* niveaux étaient pratiquement inconnus<br />
jusqu'alorsL^J • *•* tableau I rassemble les principaux résultats obte<br />
nus pour cette région d'énergie d'excitation. Le transfert it - 1 auquel<br />
P<br />
conduit l'analyse des distributions angulaires de neutrons correspondant<br />
aux niveaux » 6,16 - 6,61 et 7,00 MeV (figure 2) est en désaccord avec<br />
les valeurs 1 -2,1 - 0 et t -2 respectivement proposées lors d'une<br />
P P, 6 P 2- r -I<br />
étude de la réaction Mg(r,d) 'Al I 6j . En ce qui concerne les ni<br />
veaux d'énergie d'excitation inférieure à 6 MeV, les valeurs des moments<br />
angulaires orbitaux sent compatibles avec les attributions de spin et<br />
parité établies antérieurement. Enfin, il convient de souligner que les<br />
intensités de transition déterminées en réaction (d rn) ont été comparées<br />
d'une part à celles obtenues en réaction (r,d) et d'autre part aux pré<br />
visions fournies soit par le modèle en couches soit par les modèles col<br />
lectifs. La publication de l'ensemble des résultats et de leur interpré<br />
tation est actuellement en prénaration.
- SeMEie*»!—ill^n! —t.et_.._E£d tnl__S.<br />
Le» reactions Si(d,nî P et P(d,n> ^ ont ete étudiées a<br />
l'énergie incidente oe 7 MeV, les distributions angulaires de neutrons<br />
ayant été mesurées entre 0* et tCO*. ùes spectres do tespc de vol des<br />
neutrons associés à ces réaction âont présentés sur tes figures 3 et 4<br />
Au stade actuel du dépouillement, il apparaît qu'une quini»»nc de dis-<br />
31 32<br />
tribution» dans le cas de P et une vingtaine dans le cas de S sont<br />
caractéristique.! d'un mécaniime direct.<br />
28... ,30..<br />
- Refçtion Si£j[ An2__S,<br />
28 30<br />
Une première étude de la réaction Si(T,p) S a été effectuée<br />
à l'énertçie incidente de 12 MeV. La figure 5 représente un spectre de<br />
temps de vol des neutrons détectés à 10*. L'analyse DVBA jes six dis<br />
tributions angulaires obtenues est un cours.<br />
(J. UZ'JP-EAU*. A. ADAM, o. BFPSTLL0M, 7-. .JOI.Y, ?.. ARDOLT.'*) .<br />
REFERENCES.<br />
("il J t UZUREAU, D. ARDOUIN, P. AVIGNON, A. ADA.N et S. DICHEMIN,<br />
k 2<br />
4<br />
3<br />
ù<br />
5*<br />
Nucl. Phys. A230 ( I 97
3-V-I - XifiLtAk-i<br />
Inturaations spuctroscop^que» dduite» de l'ctudc de i* tja. u.-n " Mg'i.n.i" A;<br />
pour la region d'énergie d'ex. i tat ion (du rwyju " Ai i comprise rr.rr* h e: •» M*V<br />
E I Ali<br />
x<br />
6155 r 4<br />
6475 - 3<br />
6605 - 4<br />
681J * 4<br />
6995 • 7<br />
7069 : 7<br />
7862 t 4<br />
8135 : 5<br />
8187 ± 4<br />
3604 • 5<br />
8717 .- A<br />
H"\b * 6<br />
897 7 t 6<br />
i. J<br />
1<br />
W connu antérieurement<br />
( i , 2 r<br />
2 " '<br />
"<br />
3-*<br />
i 3 -<br />
* 2 ' I '<br />
( t - J J<br />
1<br />
*> MeV<br />
0,09<br />
1.97<br />
W" • '<br />
? M*V<br />
0,27 0,24<br />
0,2» 0,25<br />
0,04 0,05<br />
0,01 «,0!<br />
0,34 0,38<br />
0,02 0,02<br />
0,02 0,05<br />
(0,4 1) (0,42)<br />
i0,08) (0,14)<br />
(0,1Oi (0,!2)<br />
(0,10) (0,13)<br />
76
l a.*taM<br />
3<br />
VYV V' «<br />
* • »<br />
i *<br />
M ô<br />
%<br />
i i:," .nil<br />
!<br />
IT ^<br />
M*ll<br />
izEizzoTMiinnnp]iip"iior"ri 1 1.1<br />
s : «es".:.': «s: sx ••: *" :n<br />
V-1. P1T«1 — Spectre de tempo do vol den neutrons «Smin au :ours ;ln In r/'notinn<br />
2 6<br />
2 7<br />
HB(d,ii) Al h une «SnorRi© inci>W*nto «Ho 6 M«V t ÎV l'tvi^l.» tf (i V,^\<br />
I<br />
I
\ CC5<br />
Q<br />
£ ioc*<br />
"D<br />
"° 10<br />
R-V-I -<br />
05-<br />
01 -<br />
005 -<br />
C1<br />
E x„6.6t MeV<br />
ip' 1<br />
f 1QC -<br />
50-<br />
10-<br />
\ . ' 05 •<br />
E„_7C0 M*V<br />
ip-1<br />
\<br />
01 >i-<br />
-j 005 h<br />
E x , as>1 M*V<br />
^-i_«.<br />
; i i i i -J. . J I i... j j L i i 1 1<br />
2C 40 60 60 0 20 40 60 80<br />
0 cm<br />
50<br />
- 78 -<br />
E x.9.66 M»V Ï<br />
\ V 1<br />
IO \. -><br />
CS -<br />
• 01 r<br />
\ *<br />
\ • •<br />
I L.—J J__.-L.-l I<br />
0 20 40 60 80<br />
Fis:.2 - distribution* angulaires des neutrons issus do la réaction<br />
Mg(d.n) Al effectuée à 8 MeV correspondant à un transfert 1 =1.<br />
P<br />
Les courbes en pointillés représentent la contribution du noyau composé<br />
calculée à partir de la théorie Hauser-Feshbacb (H.P). Les courbes en<br />
traits pleins correspondent soit aux résultats des calculs DÏ3A soit a<br />
l'addition incohérente des résultats des calculs D'rfBA et H,F.
600<br />
•50 .<br />
m<br />
CL<br />
O<br />
o<br />
hi<br />
O 300 .<br />
o<br />
150 .<br />
E d = 7M«V<br />
9 = 20-<br />
ÏS S 52<br />
3 1<br />
E. ( P)(M.V)<br />
B-V-1. Pig.3 — Speotre de temps de vol des neutrons émio au cours de la réaction<br />
Si(d,n) 5<br />
P à une énergie incidente .!e 7 MaV et a l'angle e, . = 20°.<br />
lab
M<br />
*<br />
- «M» -* ••*** --*© «-«• *> i<br />
*# •* O *W» «MO M M - • o*« •<br />
EK< 32<br />
S) (M.V)<br />
B-V-l. Pig.4 - Speotre de temps de vol des neutrons é"mis RU cours de la réaction<br />
•Z* It n<br />
P(d,n) ^S à une énergie incidente de 7 MeV et à l'angle 8 l f t b - 15°.<br />
c<br />
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a.<br />
:D<br />
O<br />
u<br />
UJ<br />
Q<br />
U<br />
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o<br />
300<br />
200<br />
100<br />
28<br />
Si«B.ni 30<br />
S<br />
E, = 12 MeV<br />
L= 10,3 m<br />
o C ,^w W^/Wi»v^<br />
8 S " 8<br />
E„ ( 30<br />
S;(MeV)<br />
'-V-1. Fig»5 - Spectre de temps de vol de« neutrons omis au coura de In réaction<br />
20 c. .30<br />
3i(