Étude du mécanisme des réactions nucléaires induites par particules alpha de haute énergie II. Réactions 208Pb(α, xn) 212-xPo et 208 206Pb(α, pxn) Bi. noyau composé et mécanismes non composés

Abstract
This second paper dealing with the study of 4He induced reactions on heavy nuclei (see reference [1]) gives the experimental excitation functions for the following reactions : 208Pb(α, xn), x = 6 to 12 ; 206Pb(α, pxn), x = 3 and 4 ; 208Pb(α, pxn), x = 5 and 6, and the projected range of 206Po produced by the reactions 206Pb(α, 4 n) and 208Pb(α, 6 n), from 60 to 150 MeV. These results are used to show the important role played by non-compound mechanisms in producing the observed isotopes. The complete fusion cross section is determined from 60 to 150 MeV from the observed cross sections for Pb(α, xn) reactions, and theoretical evaporation calculations. It appears to be a small fraction of the total reaction cross-section. As far as fission is concemed, we get a strong indication that non-compound mechanisms are responsible of an important part of the observed cross section, specially at high energy. The compound and non-compound fractions of the fission cross section are estimated. The results which cannot been explained by a compound-nucleus mechanism are compared with the results of calculations using Griffin's precompound model. This model assumes a high probability for nucleon emission before the compound nucleus reaches statistical equilibrium. Agreement between experiments and theory is not observed beyond 80 MeV. The possible reasons for this divergence are discussed. A second way of interpreting non-compound processes consists in the possibility of (α, nucleon) knock-out. While a single collision between a peripheral nucleon and the incident alpha particle cannot account for the observed (α, xn) cross section [1], the possibility of multiple collisions might explain better the experimental results.

Résumé
Poursuivant l'étude du mécanisme des réactions nucléaires induites par des particules α sur des noyaux lourds [1], cet article donne les sections efficaces expérimentales mesurées entre 60 et 150 MeV pour les réactions 208Pb(α, xn) 212-xPo avec x = 6 à 12, ainsi que pour les réactions 206Pb(α, pxn) 209- xBi pour x = 3 et 4, et 208Pb(α, pxn) 211-xBi pour x = 5 et 6. Les reculs moyens suivant l'axe du faisceau ont également été mesurés pour les noyaux de 206Po produits par réactions 206Pb(α, 4 n) et 208Pb(α, 6 n). L'ensemble de ces résultats met en évidence la part prédominante prise par les mécanismes non composés à haute énergie. Cela se traduit par des valeurs faibles de la section efficace de formation du noyau composé, qui a été déterminée de 60 à 150 MeV en utilisant les résultats obtenus pour les réactions (α, xn). On montre en outre qu'il est très probable qu'une fraction importante de la fission observée quand on bombarde 206Pb par des particules α de haute énergie succède à des mécanismes non composés, et on donne une estimation de cette fraction. En ce qui concerne les processus non-composés, une comparaison est effectuée avec les résultats de l'application du modèle précomposé de Griffin, qui suppose une importante émission de nucléons au cours de l'établissement de l'équilibre thermodynamique caractérisant l'état de noyau composé. Un désaccord apparaît au-dessus de 80 MeV dont les raisons sont analysées. Enfin, reprenant l'idée de cascades (α, nucléons) déjà exprimée dans l'article [1], on montre la possibilité de collisions multiples, de la particule α avec les nucléons du noyau, qui pourrait apporter une explication satisfaisante des résultats expérimentaux, dont une seule collision (α, n) à la périphérie du noyau ne peut rendre compte.