Published 1965 | Version v1
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Contribution to the study of reactions induced by a low-energy He3 beam on a C12 target

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This research thesis reports the study concerning which reaction mode will better describe a nucleus in which the excitation energy is between two extremes. Due to experimental considerations and abilities, this study focuses on light target nuclei and carbon 12. The author describes experimental techniques used for angular distributions (targets, detection system), describes the experimental techniques for activation experiments (experimental set-up, targets, measurement of relative efficient cross section, result analysis, measurement of absolute efficient cross section). The author discusses the experimental results (excitation functions and angular distributions) and the interpretation of elastic scattering results (theoretical background, computation approach, analysis of elastic scattering) and the results of the C12(He3, α)C11 reaction

Abstract (French)

L'objet de ce travail est d'etudier sur un noyau ou l'energie d'excitation du noyau compose est intermediaire entre ces deux extremes, quel mode de reaction rendra compte au mieux des resultats experimentaux. Pour des raisons experimentales, nous avons porte notre attention sur le carbone 12. En effet, nous etions limites a des noyaux cibles legers, en raison de l'energie maxima et de l'intensite du faisceau que l'on peut obtenir d'un generateur electrostatique de type Van de Graaff. D'autre part, pour le carbone 12, les problemes de cibles sont relativement simples et les reactions parasites peuvent etre reduites au minimum. Nous n'avions en effet pas a notre disposition de moyen de discriminer les types de particules emises, si ce n'est par leur energie. Meme a basse energie et avec des compteurs a jonction de bonne resolution, un spectre d'energie devient vite inextricable si de nombreuses reactions competitives peuvent se produire. Toutes ces raisons nous ont pousse a choisir le carbone comme cible. Nous nous sommes attaches ici a l'analyse de nos resultats de diffusion elastique, en essayant de tenir compte a la fois d'une contribution 'directe' et de la presence de deux niveaux du noyau compose a 5.0 et 5.7 MeV d'energie incidente. Bien que les lissages obtenus ne soient qu'approximatifs, il nous a ete possible de determiner les spins et parites de ces deux niveaux en tenant compte egalement de nos resultats sur la reaction C12(He3, α)C11. Aux deux chapitres suivants, nous exposons les techniques experimentales utilisees au cours de ce travail. Le chapitre III est consacre aux resultats experimentaux et les deux derniers a leur interpretation. Les resultats ont montre qu'a basse energie, entre 4 et 6 MeV, les phenomenes de formation du noyau compose etaient preponderants. Nous avons notamment montre la presence, a 15 deg. et a 165 deg., de resonances dans la reaction C12(He3, α0)C11. A ces angles, les effets d'interaction directe sont generalement importants: pick-up d'un neutron du C12 dans la couche IP, conduisant a un maximum vers l'avant, stripping d'une particule alpha preformee dans le noyau cible, emise preferentiellement vers l'arriere. On peut penser que ce dernier processus a une importance certaine, en raison de la structure en 3-α de l'etat fondamental du C12. Neanmoins, ces effets d'interaction directe ne varient pas rapidement avec l'energie incidente, mis a part les resonances eventuelles dues au modele optique dans les voies d'entree ou de sortie. Ces resonances sont plus larges que celles que nous avons observees vers l'avant et vers l'arriere dans la section efficace C12(He3, α0)C11. C'est pourquoi nous pensons que ces resonances sont dues au mecanisme de formation du noyau compose y compris pour une large part aux petits et aux grands angles. Nous avons montre que l'analyse des resultats de diffusion elastique a l'aide de la theorie des resonances se heurtait dans le cas de particules incidentes fortement absorbees, au probleme de l'inversion de la matrice I - R0L0. Nous avons contourne cette difficulte en exprimant l'influence des niveaux eloignes par les dephasages complexes du modele optique. Nous avons ainsi vu que la premiere resonance a 5 MeV etait due a une onde l= 4 dans la voie d'entree, tandis que les resultats pour le deuxieme niveau demeuraient peu satisfaisants. Alors que les distributions angulaires elastiques ne nous permettaient pas de distinguer entre les deux spins possibles de l'etat du noyau compose, l'analyse en polynomes de Legendre des resultats de C12(He3, α0)C11 a permis de selectionner les valeurs 9/2+ et 11/2- avec vraisemblance, comme spin des deux etats a 16,07 et 16,63 MeV de l'O15. A cette excitation, de nombreuses configurations de l'O15 peuvent posseder des spins aussi eleves. Aucune confrontation ne semble possible pour le moment avec une theorie expliquant les divers niveaux excites de l'O15. En particulier, l'obtention des largeurs reduites en He3 et en α, qui pourraient donner eventu ellement quelques indications sur les configurations concernees, est rendue aleatoire du fait que les approximation usuelles utilisees dans la theorie de la matrice - R, ne sont pas applicables dans notre cas. Un desaccord subsiste concernant la diffusion elastique autour de la resonance a 5,7, MeV. Il nous semble qui conviendrait d'etudier la zone d'excitation de l'O15 correspondant a une energie incidente superieure a 6 MeV, pour savoir si d'autres niveaux isoles sont excites ou bien si l'interaction directe prend plus d'importance. Ceci pourrait peut-etre expliquer la forte remontee de la section efficace de diffusion elastique dont nous n'avons pas pu rendre compte dans le cadre de cette etude

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Original title (French)
Contribution a l'etude des reactions induites par un faisceau d'He

Identifiers

URL
http://www.iaea.org/inis/Contacts/;

Publishing Information

Imprint Pagination
55 p.
Report number
FRNC-TH--8769

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
45039712
Subject category
S73: NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis, Numerical Data
Descriptors DEI
ACTIVATION ENERGY; ALPHA PARTICLES; ANGULAR DISTRIBUTION; CARBON 11; CARBON 12 TARGET; CHARGED PARTICLE DETECTION; COMPOUND NUCLEI; ELASTIC SCATTERING; ENERGY DEPENDENCE; EXCITATION; EXCITATION FUNCTIONS; EXCITED STATES; EXPERIMENTAL DATA; HELIUM 3 BEAMS; NUCLEAR MODELS; NUCLEAR REACTIONS
Descriptors DEC
BEAMS; BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-PLUS DECAY RADIOISOTOPES; CARBON ISOTOPES; CHARGED PARTICLES; CROSS SECTIONS; DATA; DETECTION; DIFFERENTIAL CROSS SECTIONS; DISTRIBUTION; ENERGY; ENERGY LEVELS; ENERGY-LEVEL TRANSITIONS; EVEN-ODD NUCLEI; FUNCTIONS; INFORMATION; ION BEAMS; IONIZING RADIATIONS; ISOTOPES; LIGHT NUCLEI; MATHEMATICAL MODELS; MINUTES LIVING RADIOISOTOPES; NUCLEI; NUMERICAL DATA; RADIATION DETECTION; RADIATIONS; RADIOISOTOPES; SCATTERING; TARGETS

Optional Information

Notes
53 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/