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Étude des fluctuations des largeurs partielles de transitions radiatives dans les résonances neutroniques du Th 232

Authors:

Abstract

We have measured the partial radiation widths relative to the 1 MeV excited level in Th 233. This measurement was made on 7 neutron resonances of Th 232 from 20 eV to 175 eV. The normalization methods used for deducing these widths are described. The most probable value of the number of degrees of freedom ν is found to be 4 and the probability that ν < 1 is found to be 16 %. La mesure, par temps de vol, des probabilités de transitions relatives au niveau excité de 1 MeV du Th 233 a été faite pour 7 résonances neutroniques du Th 232 de 20 eV à 175 eV. Les méthodes de normalisation de ces probabilités sont décrites. La valeur la plus probable de ν est trouvée égale à 4 et la probabilité pour que ν < 1 a été trouvée égale à 16 %.
714
Les
valeurs
des
paramètres
sont
reportées
dans
le
tableau
de
la
figure
2.
Des
barres
d’erreur
ont
été
évaluées,
mais
elles
ne
tiennent
pas
compte
de
la
normalisation
de
la
section
efficace
de
fission,
ni
de
l’effet
(supposé
faible)
d’interférence
entre
les
résonances.
La
quantité 1J JV
peut
être
calculée
pour
chaque
résonance
et
comparée
aux
mesures
de
Harwall
[5].
Un
bon
accord
est
constaté.
Par
contre,
les
valeurs
de
2grn
sont
quelquefois
assez
différentes
de
celles
publiées
[6].
Il
est
intéressant
de
noter
que
les
valeurs
de
r y
ne
sont
pas
toutes
comprises
dans
la
gamme
33 +
10
meV
généralement
admise.
Pour
les
deux
,
-
résonances
à
15,41
et
19,29
eV,
r.,
atteint
respec-
tivement
61
et
59
MeV.
Il
n’est
pas
encore
possible
de
dire
si
ceci
est
à
de
grandes
fluctuations
de
ry
ou
à
des
valeurs
moyennes
de
ry
différentes
pour
les
2
états
de
spin.
Des
mesures
plus
com-
plètes
de
transmission
sont
en
cours
pour
étudier
d’autres
résonances
et
apporter
de
nouvelles
valeurs
de
paramètres
qui
permettront
peut-être
d’élucider
ce
point.
Nous
tenons
à
remercier
le
Service
de
Calcul
Électronique
de
Saclay
pour
la
rédaction
du
pro-
gramme
d’analyse
de
forme
par
moindres
carrés
et
pour
avoir
effectué
les
calculs
des
paramètres
sur
calculateur
Ferranti.
BIBLIOGRAPHIE
[1]
MICHAUDON
(A.),
BERGÈRE
(R.),
COIN
(A.)
et
JOLY
(R.),
Mesure
et
analyse
de
la
section
efficace
de
fission
de
l’uranium-235.
J.
Physique
Rad., 1960, 21,
429.
[2]
RIBON
(P.),
DIMITRIJEVICK
(Z.),
MICHAUDON
(A.)
et
WAGNER
(P.),
Étude
par
temps
de
vol
des
résonances
neutroniques
du
Rh
103
entre
4
eV
et
10
keV.
J.
Physique Rad., 1961,
22,
708.
[3]
BOLLINGER
(L.
M.)
et
MARION
(J.
P.),
An
area
method
for
analysing
neutron
resonances.
A.
N.
L.
5754.
[4]
CORGE
(C.),
JULIEN
(J.)
et
NETTER
(F.),
Analyse
des
résonances
dues
aux
neutrons
«
s
»
dans
les
expé-
riences
de
transmission
par
temps
de
vol.
J.
Physique
Rad., 1960,
21,
759.
[5]
BROOKS
(F.
D.)
et
RAE
(E.
R.),
The
variation
of
~/03BD
for
235U
from
6
eV
to
50
eV
incident
neutron
energy.
N.
R.
D.
C.123
(Harwell).
[6]
Supplément
1
à
la
deuxième
édition
du B.
N.
L.
325.
ÉTUDE
DES
FLUCTUATIONS
DES
LARGEURS
PARTIELLES
DE
TRANSITIONS
RADIATIVES
DANS
LES
RÉSONANCES
NEUTRONIQUES
DU
Th
232
Par
H.
NIFENECKER,
Y.
HAZONI,
A.
MICHAUDON
et
D.
PAYA,
C.
E.
N.,
Saclay
Résumé.
2014
La
mesure,
par
temps
de
vol,
des
probabilités
de
transitions
relatives
au
niveau
excité
de
1
MeV
du
Th
233
a
été
faite
pour
7
résonances
neutroniques
du
Th
232
de
20
eV
à
175
eV.
Les
méthodes
de
normalisation
de
ces
probabilités
sont
décrites.
La
valeur
la
plus
probable
de 03BD
est
trouvée
égale
à
4
et
la
probabilité
pour
que 03BD
1
a
été
trouvée
égale
à
16
%.
Abstract.
2014
We
have
measured
the
partial
radiation
widths
relative
to
the
1
MeV
excited
level
in Th 233.
This
measurement was
made
on
7
neutron
resonances
of Th
232
from
20 eV to 175 eV.
The
normalization
methods
used
for
deducing
these
widths
are
described.
The
most
probable
value
of
the
number
of
degrees
of
freedom
03BD
is
found
to
be
4
and
the
proba-
bility
that
03BD
1
is
found
to
be
16
%.
LE
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
ET
LE
RADIUM
TOME
22,
OCTOBRE
1961,
PAGE
714.
La
distribution
des
largeurs
partielles
de
capture
radiative
a
été
étudiée
par
différents
auteurs
[1]
qui
ont
trouvé
qu’elle
était
compatible
avec
une
loi
en
x2 à
un
degré
de
liberté
pour
différents
noyaux.
Hughes,
cependant,
dans
l’étude
de
la
transition
au
premier
niveau
excité
de
239U
a
trouvé
une
valeur
de v
voisine
de
20.
Nous
avons
entrepris
l’étude
de
la
transition
au
premier
niveau
excité
(*)
du
Th
233
dans
les
réso-
nances
à
21,8
eV ;
23,5
eV ; 59,5
eV ;
69,2
eV ;
(*)
Nous
appelons
ici
premier
niveau
excité
le
premier
niveau
qui
apparaît dans
les
spectres
y obtenus
par
capture
de
neutrons
thermiques.
p
Y
p
p
114
eV ;
122
eV ;
172
eV
ainsi
que.la
transition
au
niveau
fondamental
dans
les
quatre
premières
résonances.
Dispositif
expérimental.
-
Le
schéma
du
dispo-
sitif
expérimental
est
représenté
sur
la
figure
1.
La
résolution
en
énergie
de
l’ensemble
cristal-
photomultiplicateur
était
de
8,5
%
à
660
keV
et
la
résolution
en
temps
de :
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019610022010071401
715
FIG.
1.
-
En
haut,
à
gauche
de
la
figure,
lire
BF3
(au
lieu
de
8F3).
Cette
mauvaise
résolution
explique
la
nécessité
l’on
s’est
trouvé
d’utiliser
des
échantillons
rela-
tivement
épais,
respectivement
0,8 ;
2,6 ;
14,2
et
29,7
10-3
atome
par
barn.
Chaque
valeur
du
seuil
du
discriminateur
a
donné
lieu
à
un
enregistrement
en
temps
de
vol.
,
On
a
couvert
ainsi
de
100
keV
en
100
keV
la
gamme
de 6
MeV. à
3
MeV,
les
transitions
inté-
ressantes
se
situant
aux
environs
de
5
MeV
et
4
MeV
[2].
Présentation-des
résultats
expérimentaux.
-
Le
logarithme
de
la
surface
des
résonances
rapportée
à
un
nombre
de
neutrons
incidents
constant
varie
en
FIC. 2.
fonction
du
seuil
du
discriminateur
comme
le
montre
la
figure
2.
La
quantité a
est
proportionnelle
au
nombre
de
transitions
d’énergie
.Ea
dans
la
résonance
étudiée.
On
peut
considérer
que
les
quantités a
ainsi
définies
sont
proportionnelles
à
Oc
17-yi/]P,
de
étant
la
section
efficace
de
formation
du
noyau
composé.
Pour
atteindre
les
r yi
il
faut
diviser
a
par
des
quantités
proportionnelles
à
Cc/r
ce
qui
nous
a
amenés
à
étudier
deux
méthodes
de
normalisation.
La
première
méthode
consiste
à
utiliser
les
sur-
faces
des
résonances
que
l’on
observe
en
fixant
le
seuil
du
discriminateur
le
plus
bas
possible
compte
tenu
du
rayonnement
y
de
radioactivité
naturelle
du
thorium.
On
obtient
ainsi
des
quantités
propor-
tionnelles
à
]Pyil 1
r
2
ce
qui
est
intéressant
si
BYi&#x3E;Bm
rYi
est
constant
de
résonance
en
résonance.
On
y ;.&#x3E; -V M
a
obtenu
de
bons
résultats
pour
un
seuil
Em
de
3 MeV.
Fir. 3.
La
deuxième
méthode
utilise
les
surfaces
Str
des
résonances
qui
apparaissent
dans
les
courbes
de
transmission.
On
a
alors
-
à
condition
de
tenir
compte
des
phénomènes
de .
diffusion
multiple.
Pour
ce
faire
on
a
étudié
1 a
variation
du
rapport
capture
3 Mev
en
fonction
de
p
p
St,. eng@
716
l’épaisseur
de
l’éehantillon.
On
peut
montrer
que
ce
rapport
est
de
la
forme
où ’
est
une
section
efficace
de
diffusion
potentielle
fictive
de
l’ordre
de
250
barns.
La
valeur
de
b
extrapolée
à n ==
0
fournit
la
normalisation
cherchée.
Détermination
de
v.
-
On
suppose
que
la
dis-
tribution
des
rai
obéit
à
une
loi
en x2
à v
degrés
de
liberté
[3]
soit :
La
méthode
des
moments
nous
donne
et
on
trouve : v
=
4,8 ±
3,9.
Probabilité
pour
que v fi
1 :
16
%.
La
méthode
du
maximum
de
vraisemblance
per-
met
de
déterminer
v
par
l’équation :
On
trouve
alors : v
=
4,36 ±
3,3.
Probabilité
pour
que v -_
1 :
16
%.
BIBLIOGRAPHIE
[1]
BOLLINGER,
KENNET
et
COTE,
Distribution
of
widths
for
individual
radiative
transition.
Bull.
Amer.
Phys.
Soc.,1959,
II, 4,
8.
BIRD
et
LYNN,
Fluctuations
in
partial
radiation
widths
(ibid).
MORTON,
BRUSSEL et
ZIMMERMANN,
Gamma
rays
from
résonance
neutron
capture
(ibid).
[2]
GROSHEV
et
DEMIDOV,
Atlas
des
spectres
de
rayon-
nement
gamma
de
capture
neutronique.
[3]
PORTER
et
THOMAS,
Fluctuations
of
nuclear
reactions
widths.
Phys.
Rev., 1956, 104,
483.
MÉTHODES
D’ANALYSE DES
PARAMÈTRES
DE
RÉSONANCE
DANS
LES
EXPÉRIENCES
DE
TRANSMISSION
DE
NEUTRONS
PAR
TEMPS
DE
VOL
Par
C.
CORGE,
V.-D.
HUYNH,
J.
JULIEN,
J.
MORGENSTERN
et
F.
NETTER,
C.
E.
N.,
Saclay.
Résumé.
-
L’utilisation
de
l’ordinateur
IBM
7090
permet
d’atteindre
une
automatisation
presque
complète
dans
le
traitement,
en
vue
de
leur
analyse,
des
résultats
d’expériences
de
trans-
mission
des
neutrons par
la
méthode
du
temps-de-vol.
Parallèlement,
elle
permet
de
tenir
compte
des
multiples
corrections
qui
interviennent
dans
le
calcul
des
aires
partielles
à
partir
desquelles
sont
déduits
les
paramètres
des
résonances
par
un
programme
de
moindres
carrés.
Par
ailleurs
un
programme
en
cours
d’élaboration
offrira
la
possibilité
d’une
analyse
de
forme.
Abstract.
2014
Use
of
the Saclay
IBM
7090
computer
for
data
processing
of
the
results
of
neutron
transmission
experiments
made
by
the
time-of-flight
method
allows
one
to
make
the
analysis
in
an
almost
completely
automatic
way.
Moreover
it enables
one
to
take
account
of
the
various
corrections
in
partial
area
determination
from
which
resonance
parameters
are
deduced
by
a
least
squares
method.
A
programme
is
also
under
development
which
will
make
a
shape
analysis
possible.
LE
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
ET
LE
RADIUM
TOME
22,
OCTOBRE
1961,
PAGE
716.
Lorsqu’on
néglige
le
terme
d’interférence
entre
la
diffusion
potentielle
et
]a
diffusion
résonnante,
la
section
efficace
totale
pour
des
neutrons
d’onde s
peut
être
décrite
au
voisinage
de
l’énergie
de
réso-
nance
ER
par
la
relation
[1]
dans
laquelle
(j 0
est
la
section
efficace
totale
maxi-
mum
au
droit
de
l’énergie
ER,
aD
la
section
effi-
cace
de
diffusion
potentielle
et
on
a
posé
E
étant
l’énergie
du
neutron
incident
et
r
la
largeur
totale
de
la
résonance.
La
relation
(1)
permet
d’écrire
pour
la
trans-
mission
résonnante
correspondante,
compte
tenu
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
Article
The fluctuations of the neutron reduced widths from the resonance region of intermediate and heavy nuclei have been analyzed by a statistical procedure which is based on the method of maximum likelihood. It is found that a chi-squared distribution with one degree of freedom is quite consistent with the data while a chi-squared distribution with two degrees of freedom (an exponential distribution) is not. The former distribution corresponds to a Gaussian distribution for the reduced-width amplitude, and a plausibility argument is given for it which is based on the consideration of the matrix elements for neutron emission from the compound nucleus and of the central limit theorem of statistics. This argument also suggests that within the framework of the compound-nucleus theory all reduced-width amplitudes have Gaussian distributions, and that many of the distributions for the various channels may be independent. One consequence of the latter suggestion is that the total radiation width for a given spin state which is formed in neutron capture will be essentially constant, in agreement with some observations, because it is the sum of many partial radiation widths. The fluctuations of the provisional fission widths of U235 are best described by a chisquared distribution with about 2½ degrees of freedom, indicating that there are effectively only a few independently contributing fission channels.