Published July 1965
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Book
Fission Distribution in Neutron-Induced Fission of Th230, Pu238 and Am241
- 1. Gosudarstvennyj Komitet po Ispol'zovaniju Atomnoj Energii SSSR, Institut Atomnoj Energii Im. I.V. Kurchatova, Moskva, SSSR (Russian Federation)
Description
The angular distribution of fragments in the neutron-induced fission of Th230, Pu238 and Am241 was measured in-the neutron energy range 100 - 1200 keV. Measurements were also made for Am241 at neutron energies of 4 and 5 MeV, and the dependence of the fission cross-section of Pu238 on neutron energy in the 50 -1400 keV range was likewise determined. The partial fission cross-sections for the different K-bands were derived for Th230 on the basis of the angular distributions obtained, using fission cross-sections taken from another paper, and also the neutron capture cross-sections of the neutron permeabilities calculated by the optical coefficients of adhesion. The following band sequence was established: 1/2-, 3/2-, 3/2+ the energy interval between the bands is ∼ 100 keV. The pattern of the cross-section for band shows in the sub-barrier region (at a neutron energy of 860keV) the same dip as the total fission cross-section. This pattern in the sub-barrier region cannot be explained by the normal change in neutron width, as it can be in the case of fission above the barrier, and gives grounds for assuming the presence of some other mechanism powerfully affecting the fission cross-section. The angular distributions of the fragments can be explained satisfactorily only on the assumption that there is an energy shift between the individual states within the bands. This indicates that the widths of the levels at the saddle are probably less than the distances between the levels themselves. Assuming that the levels are rotatory, a value of about 4 keV is obtained for h2/2J. From analysing the anisotropy of Pu238 fission, we may assume the band sequence 1/2+, 3/2-, 1/2-. In the case of Am241 fission, the angular distributions show a weak energy dependence and little anisotropy; this is explained by the large number of participating states. The measurements at 4 and 5 MeV made it possible to determine the value of K20, and to compare it with the data for Np237. This comparison shows that the energy dependence of K20 for odd-odd compound nuclei is apparently identical with that for even-odd nuclei. (author)
Abstract (French)
Les auteurs ont mesuré les distributions angulaires des fragments formés lors de la fission de 230Th, 238Pu ét 241Am par des neutrons de 100 à 1200 keV. Pour 241Am, les mesures ont également porté sur des énergies de 4 et 5 MeV. En outre, ils ont établi la relation de dépendance entre la section efficace de fission de 238Pu et l'énergie des neutrons dans la gamme de 50 à 1400 keV. En ce qui concerne 230Th, les auteurs ont déterminé les sections efficaces partielles de fission pour les différentes bandes K, en se fondant sur les distributions angulaires obtenues et un utilisant les sections efficaces de fission indiquées dans une autre étude, ainsi que les sections efficaces de capture des neutrons et les degrés de perméabilité aux neutrons calculés d'après les coefficients optiques d'adhérence. Ils ont établi que les bandes se suivaient dans l'ordre ci-après: 1/2-, 3/2-, 3/2+ l'intervalle d'énergie entre les bandes étant d'environ 100 keV. La courbe de la section efficace de fission relative à la bande accuse, dans la région située au-dessous de la barrière (pour une énergié des neutrons de 860 keV), la même inflexion que la section efficace totale de fission. Cette forme de la courbe dans la région mentionnée ne saurait s'expliquer par une modification normale de la largeur neutronique, comme dans le cas d'une fission au-dessus de la barrière; cela laisse supposer qu'il existe un autre, mécanisme exerçant une forte influence sur l'évolution de la section efficace de fission. Les distributions angulaires des fragments ne peuvent être expliquées de façon satisfaisante que si l'on admet un déplacement d'énergie entre les différents états à l'intérieur des bandes. On peut en conclure qu'au point d'étranglement les largeurs des niveaux sont inférieures à la distance entre ces niveaux. En admettant que les niveaux aient un caractère de rotation, on a obtenu pour un n2/2J. une valeur d'environ 4 keV. Après avoir analysé l'anisotropie de la fission de 238Pu, les auteurs supposent que les bandes se suivent dans l'ordre suivant: 1/2+, 3/2-, 1/2- Dans le cas de la fission de 241Am, les distributions angulaires accusent une faible dépendance par rapport à T'énergie et une anisotropie peu prononcée, ce qui s'explique par le grand nombre d'états qui participent à la réaction. Des mesures effectuées pour 4 et 5 MeV ont permis de déterminer la valeur de K20 et de comparer celle-ci aux données obtenues par d'autres auteurs pour 237Np. Cette comparaison indique que l'évolution de K20 en fonction de l'énergie pour les noyaux impair-impair est probablément identique à celle de K20 pour les noyaux pair-impair. (author)Abstract (Spanish)
Los autores han medido la distribución angular de los fragmentos de fisión del 230Th, 238Pu y 241Am inducida por neutrones de 100 a 1200 keV. En el caso del 241Am, las mediciones se efectuaron también para energías neutrómcas de 4 y 5 MeV. Por otra parte, determinaron la variación de la sección eficaz del 238Pu en función de la energía de los neutrones entre 50 y 1400 keV. Sobre la base de las distribuciones angulares obtenidas, utilizando las secciones eficaces de captura neutrónica y la permeabilidad a los neutrones, calculadas con ayuda del coeficiente de absorción óptica, separaron para el 230Th las secciones eficaces parciales de fisión para las distintas bandas K. Establecieron que el orden de las bandas es el siguiente: 1/2-, 3/2-, 3/2+, siendo el intervalo energético entre bandas de ∼ 100keV. La curva de la sección eficaz de fisión para la banda 1/2- presenta en la región situada debajo de la barrera (para una energía neutrónica de 860 keV) el mismo valle que la sección eficaz total de fisión. Esta característica no puede explicarse por los cambios normales de la anchura neutrónica, a diferencia de la fisión por encima de la barrera; ello permite suponer la existencia de otro mecanismo que ejerce fuerte influencia sobre la sección eficaz de fisión. Las distribuciones angulares de los fragmentos sólo pueden explicarse satisfactoriamente suponiendo un desplazamiento energético entre los diversos estados en el interior de las bandas. Ello parece indicar que la anchura de los nivales en la estrangulación es probablemente menor que la distancia entre estos niveles. Admitiendo que los niveles poseen un carácter rotatorio, se ha obtenido un valor del orden de 4 keV para n2/2J. Del análisis de la anisotropfa de la fisión del 238Pu puede deducirse el siguiente orden para las bandas: 1/2+, 3/2-, 1/2-. En el caso de la fisión del 241Am, las distribuciones angulares apenas varían en función de la energía y la anisotropfa posee un valor bajo, lo que puede aclararse por el gran número de estados que intervienen. Las mediciones efectuadas a 4 y 5 MeV permitieron determinar la magnitud K20 y compararla con los datos obtenidos para el 237Np. Su comparación demuestra que la forma de la curva energética para K20 en el caso de núcleos compuestos impar-impar, es al parecer idéntica con la correspondiente a K20 en el caso de núcleos par-impar. (author)Abstract (Russian)
Izmerjalis' uglovye raspredelenija oskolkov delenija Th230, Pu238 i Am241 nejtronami v intervale jenergij nejtronov ot 100 do 1200 kjev. Dlja Am241 izmerenija byli provedeny takzhe pri jenergijah nejtronov 4 i 5 Mjev. Byla takzhe opredelena zavisimost' sechenija delenija Pu238 ot jenergii nejtronov v intervale ot 50 do 1400 kjev. Dlja Th230 na osnove poluchennyh uglovyh raspredelenij, ispol'zuja sechenija delenija, vzjatye iz raboty [12], a takzhe sechenija zahvata nejtronov i nejtronnye pronicaemosti, vychislennye po opticheskim kojefficientam prilipanija [13, 15] byli vydeleny parcial'nye sechenija delenija dlja otdel'nyh K-polos. Ustanovlena sledujushhaja posledovatel'nost' polos: 1/2-, 3/2-, 3/2+ energeticheskij interval mezhdu polosami ∼100 kjev. Hod sechenija delenija dlja polosy 1/2- obnaruzhivaet v podbar'ernoj oblasti (pri jenergii nejtronov 860 kjev) takoj zhe proval, kak i polnoe sechenie delenija. Takoj hod sechenija delenija, v podbar'ernoj oblasti ne objasnjaetsja obychnym izmeneniem nejtronnoj shiriny, kak jeto mozhet byt' v sluchae delenija vyshe bar'era [11], i pozvoljaet predpolozhit' nalichie kakogo-to drugogo mehanizma, sil'no vlijajushhego na hod sechenija delenija. Uglovye raspredelenija oskolkov mozhno udovletvoritel'no objasnit' lish' predpolozhiv jenergeticheskij sdvig mezhdu otdel'nymi sostojanijami vnutri polos. Jeto govorit o tom, chto shiriny urovnej na sedle, vrojatno, men'she rasstojanija mezhdu urovnjami. V predpolozhenii, chto urovni imejut vrashha- n2/2J tel'nyj harakter, dlja polucheno znachenie okolo 4 kjev. Iz analiza anizotropii delenija Pu238 mozhno predpolozhit' posledovatel'nost' polos 1/2+, 3/2-, 1/2-. V sluchae delenija Am241 uglovye raspredelenija obnaruzhivajut slabuju zavisimost' ot jenergii i nebol'shuju velichinu anizotropii, chto objasnjaetsja bol'shim kolichestvom uchastvujushhih sostojanij. Izmerenija pri 4 i 5 Mjev pozvolili opredelit' velichinu K20 i sravnit' ee s dannymi po Np237 [18]. Sopostavlenie pokazyvaet, chto jenergeticheskij hod K20 dlja nechetnonechetnyh sostavnyh jader, po-vidimomu, odinakov s hodom K20 dlja chetno-nechetnyh jader. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Дистрибутион Ангулаире дес Фрагменц Провенант де ла Фиссион де
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Physics and Chemistry of Fission. Vol. I. Proceedings of the Symposium on Physics and Chemistry of Fission
- Imprint Pagination
- 654 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 157-169
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Physics and Chemistry of Fission
- Dates
- 22-26 Mar 1965
- Place
- Salzburg (Austria)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 45008478
- Subject category
- S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- AMERICIUM 241; ANGULAR DISTRIBUTION; ANISOTROPY; COMPARATIVE EVALUATIONS; COMPOUND NUCLEI; CROSS SECTIONS; ELECTRIC GROUNDS; ENERGY DEPENDENCE; EVEN-ODD NUCLEI; FISSION; KEV RANGE; MEV RANGE; NEPTUNIUM 237; NEUTRON REACTIONS; NEUTRONS; PLUTONIUM 238; THORIUM 230
- Descriptors DEC
- ACTINIDE NUCLEI; ALPHA DECAY RADIOISOTOPES; AMERICIUM ISOTOPES; BARYON REACTIONS; BARYONS; DISTRIBUTION; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; EVALUATION; EVEN-EVEN NUCLEI; FERMIONS; HADRON REACTIONS; HADRONS; HEAVY ION DECAY RADIOISOTOPES; HEAVY NUCLEI; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; NANOSECONDS LIVING RADIOISOTOPES; NEON 24 DECAY RADIOISOTOPES; NEPTUNIUM ISOTOPES; NUCLEAR REACTIONS; NUCLEI; NUCLEON REACTIONS; NUCLEONS; ODD-EVEN NUCLEI; PLUTONIUM ISOTOPES; RADIOISOTOPES; SILICON 32 DECAY RADIOISOTOPES; SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES; THORIUM ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 24 refs., 6 figs. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--60/88