Sur la radioactivité β⁺ des isotopes ¹⁴O, ¹⁸Ne, ²⁶Si et ³⁰S

Institut de Recherches Nucléaires de Strasbourg (Professeur S. Gorodetzky) B. P. 16, Strasbourg-Cronenbourg (Bas-Rhin), France.

Résumé

Le but de ce travail a été l’étude de la radioactivité β⁺ de quelques isotopes mal connus. Ces noyaux ont des périodes de l’ordre de secondes et la détermination des caractéristiques de leur désintégration est diffìcile. Les différents auteurs qui ont étudié ces corps dans le passé, les produisaient à partir de réactions nucléaires induites lors du bombardement d’une cible par un faisceau d’accélérateur, tandis que les électrons de la radioactivité β induite étaient observés le plus souvent à l’aide de détecteurs à scintillations. Ce genre de mesure donne des résultats d’une précision médiocre et de plus incomplets.

Au cours des expériences décrites, nous avons utilisé un spectromètre magnétique à focalisation intermédiaire, appareil de grande précision, tandis que la radioactivité était produite à l’intérieur même de cet appareil, par le bombardement d’une cible avec le faisceau d’ions ³He d’un accélérateur Van de Graaff de 5,5 MeV. Ce faisceau était haché par un obturateur rotatif en paquets de 20 msec de durée, espacés par des temps de coupure de faisceau de 20 msec également. Un système électronique permettait de ne faire les mesures que pendant les temps de coupure du faisceau. Des mesures complémentaires furent effectuées en utilisant des méthodes de détecteurs à scintillations.

A l’aide de ces techniques, nous avons pu déterminer les énergies maximales, les périodes et les rapports d’embranchement des isotopes ¹⁴O (71 sec),¹⁸Ne (1,47 sec), ²⁶Si (2,1 sec) et ³⁰S (1,4 sec).

Dans un premier chapitre de la thèse, nous présentons la théorie de la radioactivité β, telle qu’elle a été établie à partir des articles théoriques et des résultats expérimentaux les plus récents et nous exposons les méthodes de calcul utilisées pour l’exploitation des mesures expérimentales et leur interprétation.

Dans un deuxième chapitre se trouvent exposées les méthodes utilisées. Ainsi, nous décrivons d’abord le principe de fonctionnement et les propriétés du spectromètre à focalisation intermédiaire du type Siegbahn-Slatis et donnons le résultat de différentes mesures instrumentales destinées à calculer ses caractéristiques et à fixer les méthodes d’emploi de cet appareil. Ensuite nous décrivons l’appareillage auxiliaire qui a été réalisé, l’obturateur rotatif, la porte électronique et la méthode de conduite des expériences. Enfin nous étudions les procédés de mesure de période et les techniques utilisant les détecteurs à scintillations.

Un troisième chapitre contient les résultats expérimentaux. Ainsi nous avons mesuré l’énergie maximum des deux branches de la désintégration β⁺ de ¹⁴O (E₁, 4,085, E₂ = 1,821 MeV). Les rapports d’embranchement sont 0,65 p. 100 (log ft = 7,23) et 99,35 p. 100 (log ft 3,49) respectivement. La période mesurée est égale à 71,3 sec. Dans le cas de la radioactivité β⁺ de ¹⁸Ne formée par la réaction ¹⁶O(³He, n) ¹⁸Ne, nous avons déterminé la valeur de l’énergie maximum de la branche qui alimente le niveau de ¹⁸F (E = 3,416 MeV) et la valeur de la période T_1/2 =1,47 sec. L’existence d’une deuxième branche alimentant le niveau de 1,04 MeV de ¹⁸F a été montrée à l’aide de méthodes de détecteurs à scintillations. Les rapports d’embranchements calculés à partir de ces mesures donnent : r₁ = 91 p. 100 (log ft =3,02) et 9 p. 100 (log ft = 3,47). L’isotope ²⁶Si produit par la réaction ²⁴Mg(³He, n) ²⁶Si, se désintègre en deux branches vers ²⁶Al. La plus énergique, qui alimente le niveau de 0,229 MeV dans ²⁶Al, a l’énergie maximum de 3,828 MeV, tandis que la deuxième branche est masquée par d’autres activités. La période de ²⁶Si T_1/2 = 2,1 sec a été mesurée. L’existence de la deuxième branche a été confirmée par des mesures utilisant des scintillateurs. Les rapports d’embranchements sont 66 p. 100 (log ft = 3,52) et 34 p. 100 (log ft = 3,36). Enfin pour le quatrième isotope étudié, ³⁰S qui se désintègre vers ³⁰P en deux branches, les résultats suivants ont été mesurés : E₁ = 5,085 MeV et E₂ = 4,422 MeV pour les énergies maximales, 1,4 sec pour la période et 20 p. 100 (log ft = 4,39) et 80 p. 100 (log ft = 3,49) pour les rapports d’embranchements.

Un dernier paragraphe de ce chapitre contient une conclusion et une discussion des résultats tenant compte de la théorie récente du courant vectoriel conservé.