Cross-section measurements of krypton 78 to 86 isotopes in the spallation of palladium and silver. A new semi-empirical spallation formula in the Y to Ag target mass region

Abstract
Cosmogenic krypton in iron meteorites arises from the bombardment of the elements between Zr(Z = 40) and Pd(Z = 46) by primary and secondary cosmic rays. In this work we measured the cross-sections of 78- 86Kr formation in nuclear reactions induced by the proton bombardment of Pd and Ag at 0.15, 0.6 (Ag only), 1.05 and 24 GeV using high-sensitivity mass-spectrometry. We then developed a Rudstam-like semi-empirical spallation formula that gives good results in the target and product region of interest Of over about 500 cross-sections compiled for Y(Z = 39) up to Ag(Z = 47) with 5 ≤ Δ A- ≤ 40 and Ep ≽ 130 MeV, 89 % are calculated to better than a factor of 2. That percentage increases to 96 % when excluding small cross sections (σ ≤ 0.1) mb and low energies (Ep ≤ 206 MeV). Our formula is suitable for the calculation of unknown Kr cross-sections in Mo, Ru and Rh, the elements that make the main contribution to cosmogenic krypton in iron meteorites.

Résumé
La composante « cosmogénique » du krypton dans les météorites de fer est due aux réactions nucléaires induites par le rayonnement cosmique primaire ou secondaire dans des cibles allant de Zr(Z = 40) à Pd(Z = 46). Nous avons mesuré, par spectrométrie de masse de haute sensibilité, les sections efficaces des réactions nucléaires conduisant à 78-86Kr dans des cibles de Pd et Ag bombardées par des protons de 0,15, 0,6, 1,05 et 24 GeV. Ces nouvelles mesures et celles existant dans la littérature entre Y et Ag nous ont permis de modifier sensiblement les paramètres de la formule de Rudstam dans cette région de cibles. Sur 500 sections efficaces expérimentales, notre formule permet d'en calculer 89 % à mieux qu'un facteur 2 si on considère les produits tels que 5 ≤ Δ A ≤ 40 et les énergies incidentes telles que Ep ≽ 130 MeV. Si on élimine les énergies Ep ≤ 206 MeV et les petites sections efficaces σ ≤ 0,1 mb, ce pourcentage s'élève à plus de 96 %. Notre formule convient donc au calcul des sections efficaces non mesurées de 78-84Kr dans Mo, Ru et Rh, cibles dont la contribution au krypton cosmogénique dans les météorites de fer est dominante.