Numéro
J. Phys. France
Volume 30, Numéro 7, juillet 1969
Page(s) 513 - 520
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01969003007051300
J. Phys. France 30, 513-520 (1969)
DOI: 10.1051/jphys:01969003007051300

Étude du mécanisme des réactions nucléaires induites par particules α de haute énergie I. Réactions 206Pb(α, xn)210-xPo

R. Bimbot, H. Jaffrezic, Y. Le Beyec, M. Lefort et A. Vigny-Simon

Laboratoire de Chimie Nucléaire, Institut de Physique Nucléaire, Orsay


Abstract
As a first step in a more general study of α-induced reactions on heavy nuclei, excitation functions have been measured from 40 to 150 MeV for the reactions 206Pb(α, xn)210-x Po, with x up to 12, by induced activity methods. The experimental cross-sections for each of the individual reactions were added, and the sum is compared with the optical model total cross-section. This comparison shows that, above 60 MeV, (α, xn) reactions account for a small fraction of the total inelastic cross-section. Even if the fission cross-section is added, the value obtained is less than 50 % of the inelastic cross-section above 100 MeV. Secondly, theoretical evaporation calculations have been used to estimate, in each of the individual reaction, the part which can be attributed to a compound-nucleus mechanism, and the same method has given the total cross-section for the formation of a compound nucleus, which corresponds to a probability of 0.4 at 80 MeV. Therefore the non-compound nucleus mechanism is important, as it is shown by the non-compound nucleus part of (α, xn) excitation functions. An attempt was made to explain this part by an (α, N) knock-out followed by the evaporation of (x - 1) neutrons. It was found that this mechanism cannot entirely explain the high energy tails observed. In a second paper will be given the experimental cross-sections of Pb(α, pxn)Bi reactions, and a more detailed study of the reaction mechanisms.


Résumé
Dans le cadre d'une étude générale du mécanisme des réactions nucléaires induites par les particules α sur des noyaux lourds, cet article donne les résultats expérimentaux obtenus pour les réactions 206Pb(α, xn)210-xPo, pour x = 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 entre 40 et 150 MeV. Les premières conclusions que l'on peut tirer sont les suivantes : La somme des sections efficaces des réactions (α, xn) ne représente, au-dessus de 60 MeV, qu'une partie relativement faible de la section efficace inélastique totale. Même si on lui ajoute la section efficace du processus de fission qui se produit au détriment de ces réactions, on n'atteint pas, au-dessus de 100 MeV, la moitié de la section efficace inélastique totale. De plus, en utilisant les calculs théoriques d'évaporation, on peut décomposer chaque fonction d'excitation en un pic attribuable à un processus de formation de noyau composé et une traîne à haute énergie dont le mécanisme est différent (processus « direct »). Cette décomposition permet de calculer une valeur approchée de la section efficace de formation d'un noyau composé. Ici encore on trouve une valeur bien inférieure à la section efficace inélastique totale (rapport 0,4 à 80 MeV), ce qui donne une probabilité élevée pour les processus directs. En ce qui concerne ces processus, on a pu montrer qu'une interaction directe quasi élastique du type (α, n) suivie de l'évaporation de neutrons ne peut expliquer entièrement la traîne des fonctions d'excitation (α, xn) à haute énergie. Un second article donnera les sections efficaces expérimentales des réactions Pb(α, pxn)Bi et une étude plus détaillée des mécanismes de réaction.

PACS
2570 - Low and intermediate energy heavy-ion reactions.
2360 - Alpha decay.

Key words
nuclear reactions and scattering due to alpha particles -- nuclei with 150<or=A<or=189 -- nuclei with 190<or=A<or=219 -- nuclei with a>or=220