Published July 1965
| Version v1
Book
Photofission of Even-Even Nuclei Near the Threshold
Creators
- 1. Fiziko-Energeticheskij Institut, Obninsk, SSSR (Russian Federation)
- 2. Institut Fizicheskih Problem, Moskva, SSSR (Russian Federation)
Description
The results of measurements of the angular distributions of the fragments from photofission of U238, Th232, Pu240, Pu239 in a beam of Bremsstrahlung gamma- quanta are given. The gamma radiation source used was the 12 -MeV microtron of the USSR Academy of Sciences, Institute of Physical Problems. The use of a microtron as a powerful source of gamma rays made it possible to measure angular distributions in the very interesting and hitherto uninvestigated gamma-quanta energy range Em < 6 MeV. For U238 the investigations were carried out in the energy range 5.2 MeV to 9.2 MeV, for Th23'2, 5.4 MeV to 6.9 MeV, for Pu240, 5.4 MeV to 7.9 MeV, and for Pu239, 5.4 MeV to 7.9 MeV. Results of the measurements of angular distributions for photofission of U238 and Th232 by gamma-rays or the F19 (p, αγ) O16 reaction are also given. The gamma-radiation source used was a thick CaF2 target irradiated with 1.45-MeV protons. These measurements made it possible to establish, in agreement with most of the earlier experiments but in contradiction to. the data of Lazareva et al. and Forkman and Johansson, that the contribution of fissions connected with the quadrupole absorption of photons to the total fission cross-section is low in the energy range E ≤ 6 MeV. It is shown for the first time that, in agreement with the theoretical predictions based on A. Bohr's fission channel model, the relative weight of the quadrupole component becomes considerable only at excitation energies lower than the ''dipole'' fission threshold corresponding to the channel 1- (K = 0). For example, in the angular distributions of the photofission fragments of U238 at energies of the Bremsstrahlung spectrum Em = 5.4 MeV and 5.2 MeV the contributions of the quadrupole component to the total photofission cross-section is 10% and 43% respectively, while in the range Em< 6 MeV this contribution does not exceed 3 to 3.5%. Of the even-even fissionable nuclei investigated, Pu240 shows the effect of ''quadrupole'' fission most clearly and Th232 least. The results of the measurements may be used to assess the relationship of the partial cross-sections of photoabsorption in heavy nuclei. The question of the parity of the ground state of Pu239 is discussed in the context of the results of measurements of the angular distributions of Pu239 photofission fragments exhibiting a change in the anisotropy sign in accordance with the predictions of the theory for channels with K = 1/2 and 3/2. (author)
Abstract (French)
Les auteurs indiquent les résultats qu'ils ont obtenus en mesurant la distribution angulaire des fragments formés dans la photofission de 238U, 232Th, 240Pu et 239Pu; les mesures ont été faites à l'aide d'un faisceau gamma de rayonnement de freinage. Comme source de rayons gamma ils ont utilisé le microtron de 12 MeV de l'Institut de physique de l'Académie des sciences de l'URSS. Gráce à l'intensité du rayonnement émis, il a été possible de mesurer les distributions angulaires dans la région des énergies gamma à Emax < 6 MeV, qui revêt un intérêt particulier et n'a pas encore été étudiée. Les recherches ont porté sur les gammes d'énergies ci-après: 5,2 à 9,2 MeV pour 238U; 5,4 à 6,9 MeV pour 2'32Th; 5,4 à 7,9 MeV pour 240Pu; 5,4 à 7,9 MeV pour 239Pu, Le mémoire indique les résultats de la mesure des distributions angulaires dans la photofission de 238U et 232Th par rayons gamma provenant de la réaction 19F(p, αγ)16O. Comme source de rayons gamma on a employé une cible épaisse en CaF2 exposée à des protons de 1,45 MeV. Ces mesures ont permis d'établir, conformément à la plupart des expériences antérieures, mais contrairement aux données obtenues par Lazaréva et al. ainsi que par Forknian et Johansson, que dans le domaine d'énergie E ≤ 6 MeV, les fissions liéés à l'absorption quadripolaire des photons contribuent faiblement à la section efficace totale de fission. On montre pour la première fois que conformément aux prévisions théoriques fondées sur le modèle des voies de fission élaboré par A. Bohr, le poids relatif de la composante quadripolaire ne joue un rôle important que lorsque les énergies d'excitation sont inférieures au seuil de fission «bipolaire» correspondant à la voie lv(K = 0). Ainsi, dans la distribution angulaire des fragments de photofission de 238U, lorsque le spectre du rayonnement de freinage présente une énergie maximum Emax = 5,4 MeV et 5,2 MeV, la contribution de la composante qùadripdlairé à la section efficace totale de photofission s'élève respectivement à 10 et 43%, alors-que pour Emax > 6 MeV, elle ne dépasse pas 3 à 3,5%. Parmi les noyaux fissiles Selon le mode pair-pair, l'effet de fission «quadripolaire» apparaft le plus nettement pour 240Pu et moins nettement pour 232Th. Gráce aux résultats de ces mesures on peut évaluer le rapport entre les sections efficaces partielles de photoabsorption dans les noyaux lourds. Les auteurs examinent la question de la parité de l'état fondamental dé 239Pu en tenant compte des résultats obtenus par les mesures de là distribution angulaire des fragments de photofission de 239Pu, qui révèle une modification du signe de l'anisotropie conformément aux prévisions théoriques relatives aux voies K = 1/2 et 3/2. (author)Abstract (Spanish)
En la memoria se presentan los resultados de la medición de las distribuciones angulares de los fragmentos formados en la fotofisión del 238U, 232Th, 240Pu y 239Pu, en un haz de rayos gamma de frenado. Como fuente se utilizó el microtrón de 12 MeV del Instituto de Problemas Físicos de la Academia de Ciencias de la Unión Soviética. El empleo de esta fuente permitió medir la distribución angular en él intervalo de energías gamma, importante pero aún iriexplorado, que abarca hasta Emáx < 6 MeV. Para el 238U las investigaciones se efectuaron en el intervalo energético 5,2 MeV - 9,2 MeV, para el 232Th de 5,4 MeV a 6,9 MeV, para el 249Pu de 5,4 MeV a 7,9 MeV y, para el 239Pu de 5,4 MeV a 7,9 MeV. En la memoria se presentan también los resultados de la medición de las distribuciones angulares en la foto- fisión del 238U y del 232Th por rayos gamma procedentes de la reacción 19F (p, αγ)16O. Como fuente gamma se utilizó un blanco.espeso de CaF2 irradiado por.protones de 1, 45 MeV. de.energía. Basándose en estas mediciones se consiguió establecer, de conformidad con muchos experimentos efectuados anteriormente, pero en oposición a los resultados logrados por: Lazarev y, colaboradores, Forkman y Jqhannsen que la contribución-de las fisiones, relacionadas con la absorción cuadrupolar de los fotones a la sección total de fisión, es pequeña en la región E ≤ 6 MeV. Por primera vez se há demostrado qué de conformidad con las suposiciones teóricas, basadas en el modelo de los canales de fisión de A. Bohr, el peso relativo del componente cuadrupolar sólo es esencial cuando las energías de excitación son inferiores al umbral de fisión ''bipolar'', correspondiente al canal 1v(K = 0). Así, por ejemplo, en la distribución angular de los fragmentos procedentes de la fotofisión del 238U, siendo la energía del espectro dé frenado Emax = 5, 4 MeV y 5,2 MeV, la contribución del componente cuadrupolar à la sección total de fotofisión es 10 y 43% respectivamente, mientras que para Emáx > 6 MeV, esta contribución no es superior a 3 - 3,5%. En los núcleos par-par investigados, el efecto de fisión ''cuadrupolar'' se observa más claramente en el 240Pu y con menos nitidez en el 232Th. Los resultados de las mediciones permiten evaluar la razón de las secciones parciales de fotofisión para núcleos pesados. Por último se estudia la cuestión de la paridad del estado fundamental del MaPu en relación con los resultados de las mediciones de la distribución angular de los fragmentos procedentes de la fotofisión del 239Pu, donde se ha observado un cambio del signo de anisotropía, de conformidad con las previsiones teóricas para los canales K = 1 /2 y 3/2. (author)Abstract (Russian)
Soobshhajutsja rezul'taty izmerenij uglovyh raspredelenij oskolkov pri fotodelenii U238, Th232, Pu240 i Pu239, vypolnennyh na puchke gamma-kvantov tormoznogo izluchenija. Istochnikom gamma-izluchenija sluzhil mikrotron Instituta fizicheskih problem AN SSSR s moshhnost'ju puchka 12 Mjev. Ispol'zovanie mikrotrona v kachestve moshhnogo istochnika gamma-luchej pozvolilo proizvesti izmerenija uglovyh raspredelenij v naibolee interesnoj i do sih por ne izuchennoj oblasti jenergij gamma-kvantov s Emakc < 6 Mjev. Dlja U238 issledovanija byli proizvedeny v diapazone jenergij ot 5,2 Mjev do 9,2 Mjev, dlja Th232 — ot 5,4 Mjev do 6,9 Mjev, dlja Pu240 — ot 5,4 Mjev do 7,9 Mjev i dlja Pu239 — ot 5,4 Mjev do 7,9 Mjev. Privodjatsja takzhe rezul'taty izmerenij uglovyh raspredelenij pri fotodjo- lenii U238 i Th232 gamma-luchami reakcii F19 (p, αγ). Istochnikom gamma-izluchenija javljalas' tolstaja mishen' iz SaEg, obluchavshajasja protonami s jenergiej. 1,45 Mjev. - V rezul'tate jetih izmerenij udalos' ustanovit', v sootvetstvii s bol'shinstvom vypolt nennyh ranee jeksperimentov no v protivopolozhnost' dannym Lazarevoj i dr. i Forkmana i Juhansona, chto vklad delenij, svjazannyh s kvadrupol'nym pogloshheniem fotonov v polnoe sechenie delenija mal v oblasti jenergij E ≤ 6 MeV. Vpervye pokazano, chto v soglasii s teoreticheskimi predposylkami, osnovannymi na .modeli kanalov delenija O.Bora, otnositel'nyj ves kvadrupol'noj komponenty stanovitsja sushhestvennym tol'ko pri jenergijah vozbuzhdenija nizhe poroga 'dipol'nogo' delenija, sootvetstvujushhego kanalu 1- (K = 0). Tak, naprimer, v uglovyh raspredelenijah oskolkov fotodelenija U238 pri maksimal'nyh jenergijah tormoznogo spektra Emakc = 5,4 Mjev i 5,2 Mjev'vklad kvadrupol'noj komponenty v polnoe sechenie fotodelenija sostavljaet sootvetstvenno 10% i 43%, v to vremja kak v'oblasti Emakc > 6 Mjev'jetot vklad ne prevyshaet 3-3,5%. Iz issledovannyh chetno-chetnyh deljashhihsja jader jeffekt ''kva- drupol'nogo'' delenija bolee otchetlivo projavljaetsja u Pu240 i menee — u Th232. Po rezul'tatam izmerenij mozhno ocenit' otnoshenie parcial'nyh sechenij fotopogloshhenija na tjazhelyh' jadrah. V svjazi s rezul'tatami izmerenij uglovyh raspredelenij oskolkov fotodelenija Pu239 , obnaruzhivajushhih izmenenie znaka anizotropii v sootvetstvii s predskazanijami teorii dlja kanalov s K = 1 /2 i 3/2, obsuzhdaetsja vopros o chetnosti osnovnogo sostojanija Pu239. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Photofission des Noyaux Pair-Pair au Voisinage du Seuil; ФОТО ДЕЛЕНИЕ ЧЕТНО-ЧЕТНЫХ ЯДЕР ВБЛИЗИ ПОРОГА; Fotofision de los Nucleos Par-Par Cerca del Umbral
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. 135-156
- 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
- 45008477
- Subject category
- S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ANGULAR DISTRIBUTION; BREMSSTRAHLUNG; CALCIUM FLUORIDES; CROSS SECTIONS; FLUORINE 19; GAMMA RADIATION; MEV RANGE 01-10; OXYGEN 16; PHOTOFISSION; PLUTONIUM 239; PLUTONIUM 240; PROTONS; THORIUM 232; URANIUM 238
- Descriptors DEC
- ACTINIDE NUCLEI; ALKALINE EARTH METAL COMPOUNDS; ALPHA DECAY RADIOISOTOPES; BARYONS; CALCIUM COMPOUNDS; CALCIUM HALIDES; DISTRIBUTION; ELECTROMAGNETIC RADIATION; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; EVEN-EVEN NUCLEI; EVEN-ODD NUCLEI; FERMIONS; FISSION; FLUORIDES; FLUORINE COMPOUNDS; FLUORINE ISOTOPES; HADRONS; HALIDES; HALOGEN COMPOUNDS; HEAVY NUCLEI; IONIZING RADIATIONS; ISOTOPES; LIGHT NUCLEI; MEV RANGE; NUCLEAR REACTIONS; NUCLEI; NUCLEONS; ODD-EVEN NUCLEI; OXYGEN ISOTOPES; PHOTONUCLEAR REACTIONS; PLUTONIUM ISOTOPES; RADIATIONS; RADIOISOTOPES; SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES; STABLE ISOTOPES; THORIUM ISOTOPES; URANIUM ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 25 refs., 2 tabs., 11 figs. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--60/81