Réactions nucléaires induites par ions lourds. Étude du mécanisme de désexcitation de noyaux composés fissiles et disposant de grands moments angulaires

Abstract
excitation functions were measured for nuclear reactions induced by 12C heavy ions on 197Au. Two purposes were considered. First, the total cross-section for the formation of a compound nucleus at various energies between 60 and 90 MeV has been obtained by summing all cross-sections (12C, xn) for all possible values of x (3 to 6) and by adding the fission cross-section. This cross-section was found to be higher by 30 % than the total cross-section computed by Thomas. It was shown that the gap can be well explained by grazing reactions between the heavy projectile and the target nucleus, the amount of which yields about 300 mb for 87 MeV ions. Therefore nuclear interactions in which high values of angular momenta are involved do not pass through a compound nucleus process. Secondly, the effect of the angular momentum on compound nucleus de-excitation by neutron evaporation, has been considered by the classical method of the shift towards high energies of excitation functions (12C, xn) . It has been found that, contrary to the case of similar experiments carried out on lighter nuclei (Zn, Dy), there was no shifting. This was attributed to two reasons : 1) At the same angular momenta, the rotational energy is less for heavy nuclei than for medium or light ones ; 2) Astatine nucleides exhibit a rather large fission probability. It is known that many of the compound nuclei which are formed with large angular momenta will undergo fission preferentially, and the de-excitation by neutron evaporation occurs mainly for low angular momenta. The results are therefore very close to the data obtained with incident protons or alpha particles which usually do not have a very high angular momentum.

Résumé
La mesure de diverses fonctions d'excitation des réactions induites par ions lourds 12C sur 197Au a été effectuée dans un double but. En premier lieu, la section efficace totale de formation du noyau composé 299At a été ainsi obtenue à diverses énergies de 60 à 90 MeV, en sommant toutes les sections efficaces des réactions (12C, xn) pour toutes les valeurs possibles de x (3 à 6) et en ajoutant la section efficace de fission. Cette section efficace mesurée est d'environ 30 % inférieure à la section efficace totale de réaction calculée par Thomas. On a montré que l'écart est dû à des réactions de surface entre l'ion lourd et le noyau d'or, d'importance estimée à 300 mb à 87 MeV. Dans ces conditions, on a montré que les interactions mettant en jeu un grand moment angulaire orbital ne conduisent pas à la formation d'un noyau composé. En second lieu, l'influence du moment angulaire sur la désexcitation du noyau composé par évaporation de neutrons a été examinée au moyen de l'étude du déplacement des fonctions d'excitation (12C, xn). Il est apparu que, contrairement au cas d'études analogues menées sur des noyaux cibles plus légers (Dy, Zn), aucun déplacement n'était observé. Ceci est attribué d'une part au fait que, pour le même moment angulaire, l'énergie de rotation décroît lorsque le noyau composé est de plus en plus lourd, d'autre part à l'existence d'une probabilité de fission élevée pour les nucléides d'astate formés. La plupart des noyaux de grand moment angulaire fissionnent préférentiellement et la désexcitation par évaporation de neutrons a lieu surtout pour les noyaux de faibles moments angulaires, donc analogues à ceux formés par protons ou par particules alpha.