J. Phys. France 29, 705-721 (1968)
DOI: 10.1051/jphys:01968002908-9070500

Étude de l'influence de l'énergie sur le processus de désexcitation des noyaux moyens et lourds

Bernard Gatty, Marc Lefort et Xavier Tarrago

Laboratoire de Chimie Nucléaire, Institut de Physique Nucléaire, gi-Orsay

Abstract
A study has been made of the charged particles emitted from target nuclei Ag, Ta, Au, Pb, Bi and Th, bombarded by 156 MeV protons. The energy and angular distributions for protons, deuterons, tritons and helions have been carried out using a telescope device of solid state detectors. The particles were identified by simultaneous measurements of ΔE/Δx and E values followed by a bidimensional analysis. Energy and angular distributions were found to depend very much on the emitting process and it was possible to distinguish the collective de-excitation process from direct interaction. Therefore, the de-excitation of very excited nuclei was specially studied. Calculations were performed on the basis of the statistical theory. The evaporation was followed in an analytical way, starting with the compound nuclei, down to the desexcited residual product. From the good agreement with the experimental data, it was concluded that the main parameters, the level density and the inverse cross-section were correctly estimated. It was shown that the level density parameter is the same as at low energy and therefore the hypothesis on the Fermi gas holds even at 100 MeV. The inverse cross-section has been taken from optical model data applied to a diffuse edge nucleus. The question of the thermodynamical equilibrium for very excited nuclei has been discussed.

Résumé
Lorsqu'on bombarde divers noyaux Ag, Ta, Au, Pb, Bi, Th, par des protons de 156 MeV, de nombreuses particules chargées sont émises. L'étude de leur distribution en énergie et en angle a été effectuée à l'aide d'un montage télescopique de détecteurs à semi-conducteurs. L'identification des particules avait lieu par la mesure simultanée et l'analyse bidimensionnelle de leurs ΔE/Δx et E. Il a été montré que les spectres et distributions angulaires des particules émises par le processus de désexcitation collective des noyaux composés très excités étaient suf fisamment différents de ceux des particules d'interaction directe pour que l'on puisse séparer les deux phénomènes, et étudier plus particulièrement celui de la désexcitation. La théorie statistique a été appliquée et un programme de calcul a été mis au point où la chaîne d'évaporation est suivie de façon analytique. Le bon accord entre les spectres expérimentaux et calculés montre que le modèle adopté convient aussi bien à haute énergie d'excitation que pour les noyaux faiblement excités : la variation de la densité de niveau en fonction de l'énergie est correctement rendue par la théorie statistique, le paramètre de densité de niveau a est une constante indépendante de l'énergie et l'hypothèse du gaz de Fermi décrit bien le noyau entre quelques MeV et plus de 100 MeV. Le choix de la section efficace inverse a été étudié avec soin, en utilisant les données du modèle optique sur un noyau à bord diffus. Enfin, la question de la durée d'obtention de l'équilibre thermodynamique pour une énergie d'excitation très élevée a été discutée.

PACS
2540E - Inelastic proton scattering.

Key words
De-excitation -- Intermediate mass nuclei -- Heavy nuclei -- Energy distribution -- Angular distribution -- Proton-nucleus scattering -- Particle emission -- MeV range -- Thermodynamic equilibrium -- Simultaneous measurement