Étude des noyaux 58–60 Ni par réaction (p, t)

Nuclear Physics A221 (1974) 4 5 - 5 9 ; ( ~ North-ttolland Publishin9 Co., Amsterdam Not to be reproduced by photoprint or microfilm without written permission from the publisher

I~TUDE DES N O Y A U X ss-6°Ni PAR RI~ACTION (p, t) D. H. K O N G - A - S I O U +, A. J. COLE, A. G I O R N I ct J. P. L O N G E Q U E U E

lnstitut des Sciences Nucl~aires, BP 257, Centre de Tri, 38044 Grenoble Requ lc 2 ao0t 1973 Abstract: 60.62Ni(p ' t)ss. 6ONi new levels are identified analysed using zero range at the nuclear surface by

experiments have been undertaken at 46.5 MeV. More than twenty with j r , T assignments. The angular distributions obtained are D W B A calculations in which the usual Hankel function is replaced a dineutron wave function calculated in a Saxon-Woods potential.

Level structure information is obtained from comparison with other experiments. E [

[

N U C L E A R R E A C T I O N S 62'6°Ni(p, t), E : 46.5 MeV, measured 0"(0). 6o. SSNi

deduced levels L, J, ~, T. Enriched isotopic targets. DWBA analysis.

I. Introduction Dans le classement par masse atomique croissante, les isotopes 5s-6ONi sont les derniers noyaux stables b. faible exc6s de neutrons. La proximit6 du noyau 56Ni doublement magique rend leur 6tude d'autant plus intdressante. Ils ont dt6 beaucoup dtudids par des rdactions de diffusions indlastiques 1-3); et de nombreux calculs 4, 5) ont dtd effectuds pour ces noyaux dans l'hypoth~se d'un cceur inerte de S6Ni. I1 est dvident que ces calculs ne peuvent ddcrire que les premiers niveaux excitds. En effet, il est connu 6) depuis assez longtemps que le cceur 56Ni n'est pas parfaitement fermd. Rdcemment, des expdriences de rdactions de transfert d'un alpha 7) en ions lourds et des diffusions indlastiques (e, e') [rdf. 3)] ont mis en dvidence un certain nombre de niveaux qui correspondraient ~t l'excitation du coeur de S6Ni. Ainsi la configuration 1 particule-I trou de proton (1~ lf~'l)0 a dt6 attribude ~t un niveau 6 + situd vers 5 MeV d'excitation dans les noyaux 58-6°Ni [rdf. 3)]; de m~me des configurations 4 particules-2 trous ont dtd proposdes pour certains niveaux fortement excitds et~ (160, lzC) et (7Li, t) [rdf. 7)] entre 3, 5 et 8 MeV d'dnergie d'excitation. Nous avons entrepris les expdriences 6o-62Ni(p ' t) pour dtudier les niveaux ~ configurations de neutron. Un intdr6t suppldmentaire vient pour ces dtudes en (p, t ) d e s r~gles de sdlection: A S = O, A T = 1. En effet, dans le cas d'un noyau cible pair-pair tel que 62-6°Ni, on peut ddterminer les caractdristiques J~ des niveaux d'dnergie directement ~ partir du moment angulaire transfdrd J = L, n = ( - ) r . Signalons que pour le noyau 5SNi en particulier, les rdactions 6°Ni(p,t) et 56Fe(z,n) [rdf. 8)], sont, raises ~. part les diffusions indlastiques, les seules rdactions de transfert en particules 16g6res qui permettent de l'atteindre. t Ce travail fait partie d'une th6se. 45

D . H . K O N G - A - S I O U et al.

46

TABLEAU 1

N i v e a u x d'dnergie de 6°Ni No.

jlr

E,~ (MeV) Nos (p, py) valeurs ") b)

o'~cI

(t,p) ~)

0

0.0

0.0

0.0

0+

0+

0+

1

2+ 2+ 0+ 4+ 4+

3.259

2+ 2+ 0+ 4+ 4+ 2+ 2+

2+

6

1.332 2.159 2.284 2.506 3.119 3.124 3.269 3.318 3.394 3.671 3.738 3.871 3.895 4.009

1.338

3 4 5

1.332 2.159 2.283 2.503 3.111

2

7

3.386

8

3.740*

9

3.890

I0

4.031

11 12

4.340 4.475*

13

4.957

4.045 4.078 4.169 4.318 4.341 4.497 4.578 4.970

2.293 2.512 3.120 3.272 3.318 3.394

2+ 2+

2+ (4 + )

5.12 5.25

16 17

5.44 5.51

18 19 20

5.77* 5.92 6.07

21 22 23 24 25 26 27 28 29

6.25 6.40 6.77 7.11 7.29 8.07* 8.43 8.67* 11.12

100

100 21

t A u e r b a c h f) I (pk)" (pk) z (f-l- Pk) A u e r b a c h r) (f'i" P'~) (f])2

27.8 62 45.4 29.4 9.1 10 138

0+ 4+ (2-F4)

32.6 5.7 2.1 16.0 14.9

(2)

3.9

1.2

(q)2

32

7.6

4.5

(f] p.1)

10.5

(g] p~) (g~. fg.)

3.7 59

2.9 4.7 4.3

2+

(0 +) 2+

4.009

3.2 1.3

2+

3-

4.321

3-

3-

2+ 52+

2+(-)-4 + )

(0 +) 4.577 4+

8.1

2.0

2+ 2+ (5-)

2+

4+ 5.233 5.393 2+ 5.443 5.531 (2 +) (5.642) (6 +) 5.781 4+ (4 +) 6.121 6.181 6.23 6.355 ( 3 - ) (3-) (2 + ) (2 + ) 3-

(p~)Z

4+ 4+

(0 +, 3 - )

(f~ f~)

16.6

(fk Pk )

16.6

(1~. pk) (f~)~

5.9 20

(f÷ f.~) (f~. p.~) (fl- ft -)

11.4 11.6 26

(g~. f.].) (g~. f.~) (f.})2 (f.g:)2

29.4 29 15.4 18

(d~. p~.)

12.7

9.5 4.4 12.9

4+ 32+ (0 +)

4.3

1.9 3.9

4+ ( 1)

5.106 5.244 5.379 5.448 5.530

22

3.8

5.012 5.064 14 15

(t,p)

N z)

(0 +)

3.737 3.875

4.042

(p,t)

Configuration ~)

8.5 4.6

5.3 1.9 3.5 1.8 10

6.8 11.0 5.6 9.0 16

(1) 3.4 3.2 3.4 4.1 3.3 9.1 4.3 2.8

4.8

ss-60Ni

47

TABLEAU 1 (suite) No.

E~ (MeV) Nos (P, P7) valeurs ~) b)

30

j1r (t, p) ¢)

11.21

.~)

b)

o'~¢t ~)

(p,t) a)

(t, p) ¢)

Configuration ~)

N g)

2+

10.3

(f~ p.~)

7.1

(2 +) (4 +)

3.8 5.9

(d]. f~) (fl- f~)

34.5 50

(0 + ) (4 + )

3.5 4.4

(d~l)2 (f~_)2

17.8 55.4

(T = 3) 31 32

11.75 11.95

( r = 3) 33 34

13.76 14.67

") Nos valeurs sont donn6es b, --15 keV pour les 6ncrgies d'excitation Ez ~ 5 MeV ct --30 keV pour E, > 5 MeV. Les niveaux marqu6s d ' u n * sont probablement des doublets. b) R6f. 1,,). Seuls les niveaux de parit6 naturelle sont report6s. c) R6f. 15). d) cry,l = .[dtr(0)/(J'd~(0))~.~.. La somme 6tant effectu6e de 12.5 ° b. 60 ~ sur 17 angles. La valeur absolue de la section efficace totale de l'6tat fondamental t~tant 642/zb. ~) Except6 les 2 premiers 6tats 0 % l'analyse D W B A a 6t6 effectu6e avee des configurations pures. Les configurations utilis6es sont soit les configurations les plus probables du mod61e en couche pour les premiers niveaux, soit des configurations d6duites de la discussion qui est faite darts le texte et n ' o n t q u ' u n e valeur indicative. f) R6f. s). ~) N - - (dci/d[2)exp/(da/dO)owB A.

Les 6tats fondamentaux de ss-6ONi ont 6t6 d6jS. 6tudi6s en (p, t ) p a r diff6rents auteurs 9, ~o). D'autre part, des r6sultats concernant des niveaux jusqu'/t 4 MeV d'excitation ont 6t6 rapport6s par Davies et aL 12) avec une r6solution en 6nergie de 75 keV. Dans nos exp6riences, des niveaux d'6nergie allant jusqu'~t 14 MeV d'excitation ont 6t6 observ6s avec une meiUeure r6solution en 6nergie et les caract6ristiques j r , T ont 6t6 d6termin6es pour plus d'une vingtaine de niveaux nouveaux.

2. Experiences 2.1. D I S P O S I T I F GI~NI~RAL

Un faisceau de protons de 46.5 MeV du cyclotron de Grenoble a 6t6 utilis6 pour bombarder les cibles autoporteuses de 6o-62Ni ' enrichies ~t plus de 99 %, d'6paissours respectives de 570 et 700 pg/cm 2. Les tritons produits sont d~tect6s par deu× t61escopes AE-E, constitu~s de jonctions au silicium du type barri~re de surface et Si(Li). Les 6paisseurs de ces jonctions sont respectivement de 500 pm et 3 ram, ce qui nous permet d'observer ~ventuellement des niveaux jusqu'A 20 MeV d'~nergie d'excitation. L'identification des particules cst effectu6e en lignc par un calculateur PDP9. Le dispositif 61ectronique a 6t6 d6j~t d6crit ailleurs 12). La r6solution totale en ~nergie est d'environ 50 keV pour une ouverture angulaire de 0.3 msr.

48

D . H . K O N G - A - S I O U et al. TABLEAU 2 Niveaux d'6nergie de SSNi

No.

E~ (MeV) Nos valeurs ~)

Nuclear data b)

jr, (~-, ~') ,)

O.tot a) (ub)

~)

b)

0.0

0.0

0+

0+

312.2

1

1.454

1.454

2+

2+

63.8

2

2.459

2.459

4+

4+

28.8

2+ (0 + ) 2+ 2+ (4 + ) 4+ 2" (2) 4+ 34+

3.7 6.4 5.4 2.2 4.4 1.8 2.3 24.4 15.9 36.1

3 4 5 6 7 8

2.940 3.038 3.262 3.50 3.620 3.898

9 10 11

4.405 4.472 4.754

12

5.17"

5.171

5.122

13 14 15

5.41 5.59 5.96

5.383 5.589

5.380 5.582

16 17 18 19

6.40 6.56 6.74 6.86 7.22

20 21 22 23 24 25 26

8.83 9.31 9.89 10.63 11.51 11.85 14.47

0+ 2+ 2+ (0 + ) 4+ 2+

4.472 4.754

4" 34+ 2+(-+-6 +) 2+ (0 + )

6.024

34+

33.5 4+ 2~

(T ~ (T = (T--(T =

2) 2) 2) 2)

(T - 3)

/ A u e r b a c b f) ~(pk)2

20 47.6

(p.t_)z t(f~)2 [ ( f,1- 2P-I)

23.8 66.7 5.3

A u e r b a c h f) (p.~ fff) (fl.)2

(f~)2 (g~. f;_) (f-l- P l) [(f~,_ fl,) 2 + i(f~ Q,z) 6 +

8.3 10 2.2

38.5 31.2 13.7 16.7 10.5

11.7 14.3 12.5

(f~)2 (1.1.)2

14.7 3

12.8 11.7

(f_~_p~) (fl. £~)

2.3 18.1

12.6 16.0

(dl fl) (d~_ p i)

52.6 8.8

33.0 21.4 23.0 25.7 13.7 11.1 15.5

(f.~.. p~.) (f~- P,t) (f~. f~_) (g~)2 (dk 1"-I) (dg. 1,}) (d/) 2

4.8 6.1 98 18.5 55 55 19.2

3(2 + ) (4 + )

6.742 6.847 7.212 7.521

N g)

~)

0

2.775 2.942 3.038 3.263 3.526 3.620 3.898 4.108 4.405 4.475 4.754

Configuration ~)

3(3-) 2+ 4~ 2+ 4+ (3-) (3 - ) (0 +)

334+ 3-

") N o s valeurs sont donn6es k __+15 keV pour les 6nergies d'excitation Ex :-2 5 McV et ! 4 0 keV p o u r Ex > 5 MeV. b) Ref. i). Seuls les niveaux de parit6 naturelle sont report6s. ~) R6f. ,3). a) ~rtot repr6sentc la section efficace int~gr6e de 15 ° b. 65 ~ sur 17 angles. e) A part les 2 premiers 6tats 0 +, l'analyse D W B A a 6t6 effectu6e avec des configurations pures. Les configurations utilis6es sont soit les configurations les plus probables du module en couche p o u r les premiers niveaux, soit des configurations d6duitcs de la discussion qui est faite dans le textc et n ' o n t q u ' u n e valeur indicative. g) R6f. s). f) N = ( d ~ / d , Q ) ~ , / ( d ( l / d O ) v w F , . , t .

58-6°Ni

2.2.

RI~SULTATS

49

EXPI~RIMENTAUX

Les spectres des tritons ont 6t6 enregistr6s sur 2048 canaux. Cependant pour des raisons de commodit6 de pr6sentation, la fig. 1 montre des spectres qui ont ~t6 obtenus en ajoutant le contenu des canaux 2 par 2. Ainsi les niveaux h 4.405 et 4.475 MeV du 58Ni qui apparaissent confondus sur la fig. 1 ont 6t6 s6par6s dans plusieurs spectres de 2048 canaux. L'6talonnage en 6nergie a 6t6 fait h l'aide des premiers niveaux connus de 58-6°Ni d'une part et des r6actions 160(p, t ) e t z2C(p, t ) d ' a u t r e part. Les tableaux 1 et 2 donnent les 6nergies des niveaux et leurs caract6ristiques J~ d6termin6es dans nos exp6riences, compar6es aux r6sultats ant6rieurs ~' 2, ~3 - 15). Les caract6-

0

5 62Ni (p.t)

-200 30

10C"

25"

~f

I

I

I

I

20

I

18

~ 46.5 MeV 14 19

~ 25 2o"

32

3'

!

Ex ( M e V )

Ni

200

-

7

I0 C

~

-1oo

•tob:

60

I

I

16

I

l

14

I

1

1

12

I

I

10

60Ni ( p . t )

58Ni

23

lo :1 11

I

""' i 1

8

6

I

',

'*v*

100-

"

I

.

4

2

l

2 0

~ 46.5 MeV

-100

1000L~b:25"

--50

23

~

1

2

I1

21 20

i x 1/8

50-~

z

Ex ( M e V )

16

14

12

10

Fig. I. Spectres typiques de tritons obtenus "h0ub

8

6

4

2

0

25 ° par los r6actions 62.6ONi(p' t) h 46.5 MeV.

ristiques J~ de ces niveaux ont 6t6 obtenues par une analyse en D W B A ~t l'aide du code D W U C K 16) avec quelques modifications qui seront discut6es dans le paragraphe suivant. Sur la colonne 8 des tableaux 1 et 2, sont port6es les sections efficaces int6gr6es de 15 ° b. 65 ° pour le 5SNi et de 12.5 ° "b. 60 ° p o u r le 6°Ni. Les 2 derni~res colonnes donnent respectivement les configurations propos6es pour la paire de neutrons transf6r6e et la constante de normalisation N e s t d6finie par N =

(da/dO)'xP (da/df2)DWRA

Enfin les distributions angulaires pour la plupart des niveaux sont pr6sent6es sur les figs. 2 et 3.

" V f l , ~ G sluol v,~ sop s~V,llnS~a xne soga~dtuo~ '!No~(1 'd)!N: ~ uo!pv,~a ~;! suep sonu~lqo SOlmtmtu!.zgdxo soa!~in~ue suo!mq!alsKi ,~ '~!=I I

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o

II

z

z- °

T.

L,P~

o~

0o I

52

D.H. KONG-A-SIOU et aL 3. Analyse DWBA

Dans le formalisme de Glendenning ~7), la fonction d'onde projet6e u(y,J2)J repr~sente le mouvement du centre de masse de la paire de nucl~ons transf6r~e qui occupent les &ats individuels (J~Jz)s dans le noyau initial; leur mouvement relatif correspondant/t celui qu'ils ont dans un triton. Cette fonction fi est d6velopp6e sur une base d'oscillateur harmonique "~ l'int~rieur du noyau puis raccord~e ~. une fonction de Hankel spMriqtle A la surface nucl~aire. Une approche plus ~ l a b o r ~ is) consiste fi prendre une base de fonctions d'ondes de Saxon-Woods pour d6crire les nucl60ns ~. l'6tat !i6 et i~ d6velopper ensuite ces fonctions sur une base d'oscillateur harmonique. Cette derni~re m6thode a l'inconv~nient d'etre beaucoup plus lourde et de demander beaucoup plus de temps de calcul. Lors d'un pr6c~dent article t, nous avons d6j~ signal~ la difficult6 avec la D W B A conventionnelle (premiere approche) /L reproduire Its distributions angulaires des r~actions 5o, 4s, ,~6Ti(p ' t) fi 40 MeV, en utilisant des param&res "r6alistes" dans la vole triton. Pr~sentement la m~me difficultb, est apparue dans l'analyse de 62, 60Nii, p, t). Sachant que les r6actions directes ont principalement lieu en surface, ia forme adopt6e pout les fonctions d'ondes radiales au voisinage du rayon nucl6aire est done particuli~rement importante. Nous avons pens6 qu'une fonction d'onde plus r~aliste que la fonction de Hankel "~ la surface nucl~aire peut ~tre celle d'un "dineutron" dans un puits de Saxon-Woods. Le rayon R et l'6paisseur a du puits sont ceux obtenus par la diffusion des deutons sur les Ni [r~.f. 20)]; la profondeur /Io 6tant d~termin~e par l'6nergie de liaison des deux neutrons dans le noyau. La fonction d'onde du "dineutron" est calcul~e en lui imposant d'avoir un nombre de noeuds N d~fini par 2 N + L = (2n t +l~)+ (2nz+12), les deux neutrons 6tant suppos6s clans un 6tat relatif ls. Le raccordement avec ~ se fait comme dans ie cas d'une fonction de Hankel en 6galisant les d6riv~es logarithmiques 5. la surface nucl6aire. Ces calculs D W B A ont ~t6 effectu6s dans l'approximation de port6e nullc et &interaction locale. Signalons que des calculs r6cents avec une interaction de port6e finie 2x) ont montr6 que ni la forme ni la valeur relative des sections efficaces diff6rentielles ne sont affect6es par cette approximation. Par ailleurs, des calculs de voles coupl6es tenant compte des processus "~ plusieurs ~tapes effectu6s de Ascuitto et Glendenning z2) sur la r~action °2Ni(p,t) ont montr6 que les distributions angulaires sont essentiellement caract6ristiques du moment angulaire transf6r6 et sont ind6pendantes de la multiplicit6 du m6canisme de r6action. Les param6tres optiques des voles 61astiqucs utilis6s pour le calcul des fonctions d'ondes distordues ainsi que ceux de l'6tat 1i6 sont pr6sent6s dans le tableau 3. Lcs param~tres protons sont ceux de Fricke et al. z3), les param6tres tritons sont d6riv6s de ceux obtenus pour les 3He ~ 33 MeV [r6f. 24)]. Les distributions angulaires exp6rimentales sont en g6n6ral bien reproduitcs saul peut-&re pour le troisi~me maximum des niveaux 2 + situ6 vers 0..... --- 50 °. 11 nous t Dans la r6f. ~2) la bonne reproduction des distributions angulaires exp6rimentales a 6t6 obtenue pour une valeur trop grande du potentiel imaginaire W -: 47.8 MeV.

~s-~ONi

53

TABLEAU 3 Param6tres optiques utilis6s darts les calculs D W B A , avec les d6finitions de r6f. s2) Proton Vo ro a W WD r' a' Vs rs as r~

49.49 1.109 0.782 6.50 2.08 1.477 0.495 5.53 1.071 0.641 1.25

Triton

Dineutron

173.34 1.110 0.769 23.06

1.15 0.87

0

1.547 0.793

1.25

Les potentiels V e t W s o n t en MeV et les longueurs a et r s o n t en fm. ~) Le potentiel r6el p o u r le dineutron est dftermin6 par l'6nergie de liaison B2. des deux n e u t r o n s d a n s le n o y a u et est de l'ordre de 100 MeV, B2, 6tant prise 6gale au bilan de la r6action (7, 2n).

faut signaler d'autre part le d6placement vers les angles arri6res des positions des minima des distributions angulaires avec l'~nergie croissante. Ce 14ger d6placement, d'ailleurs observ6 '~ la fois dans le calcul et dans l'exp6rience, est souvent ~_ l'origine des difficult& rencontr4es pour diff6rencier des moments angulaires de transfert L = 3 de L = 4 au-delb, de 5 MeV d'excitation. De m~me, des ambiguR6s subsistent darts la dfitermination des 6tats 0 + & haute 4nergie d'excitation. Leurs distributions angulaires sont en effet beaucoup moins structur6es que celles des 4tats 0 + ~. basse 6nergie et peuvent ressembler A celles des 6tats 4 +. Except6 pour les deux premiers &ats 0 + de 6°-58Ni, l'analyse D W B A a 6t6 effectu4e avec des configurations pures. Les constantes de normalisation N pr&ent6es sur les tableaux 1 et 2 sont & comparer avec la valeur 23.5 obtenue par Broglia et al. 25) ~ l'aide du m~me code D W U C K ~6). I1 est b, noter que la constante de port& nulle D 2 utilis4e dans nos calculs a 6t6 prise 6gale b~ 104.

4. Analyse des r6sultats Les diff~rents niveaux des noyaux de 58--6ONi excites par la r6action (p,t) sont prdsentds stlr la fig. 4 off I'on a port6 en ordonn& le rapport des sections efficaces totales relativement & l'6tat fondamental. 4.1. N O Y A U

D E <'°Ni

Darts le cadre du module en couches, on peut consid6rer le noyau cible 62Ni comme constitu6 d'un c0eur de 56Ni plus 6 neutrons sur les couches 2p~, lf~ ct 2p~. Par pick-up de 2 neutrons de valencz, on peut former 3 6tats 0 +, 5 &ats 2 + et 2 &ats 4 +, ( I f ~)o*,2*,,+, 2 (2P.~)o2+, (2p~ I f r ) 2 , ,4-, (2p~ 2p~)2+, (lf~. 2p~ )z+ .

54

D . H . K O N G - A - S I O U et al.

60

,

,

3o'Z

o

2

N;

0

!

II

15

w

I

223

,

r

J

I

lb

Jl '

'

II'

2

'

.~

i

i

,

, 2

4

2

2 4

4

J I

I

15 Ex ( M e V )

1

. I

I,I •

t

10

5~

4

0

L

-

.f 2

I

207.

0

58Ni

o

o

1

I

I

I

5

10 --

2,,o

°

I

9

' I

1

0

Fig. 4. C o m p a r a i s o n des excitations relatives des n i v e a u x observes eta ~°'6ZNi(p, t ) s s , ~ ° N i .

Ceci correspond exactement au nombre de niveaux de parit6 naturelle connus jusqu'~t 3.5 MeV d'6nergie d'excitation dans le 6°Ni. Ces niveaux ont tous 6t6 excit6s par r6action (p, t) b. l'exception de l'6tat 2 ÷ ~. 3.124 MeV et de l'6tat 0 +/t 3.318 MeV. La distribution angulaire du niveau situ6 ~i 3.11 MeV est caract6ristique d'un moment angulaire L = 4, ce qui semble montrer que le niveau 2 + voisin (3.124 MeV) doit ~tre tr~s faiblement excit6. I1 enest de m~me pour le deuxi6me 6tat 0 ÷ qui n'est apparu /l aucun angle entre les 2 niveaux 2 + h 3.259 et 3.386 MeV (fig. 1). De 3.5 b. 5 MeV, il existe de nombreux niveaux connus, atteints principalement par les r6actions (~, d) et (p, p') [r6f. 2)]. Mais h l'exception des 6tats 3- ~t 4.03 MeV et 0 ÷ ~t 4.34 MeV, ils ne sont que tr6s faiblement excit6s par la r6action (p, t) (,fig. 4). Une 6tude r6cente en 59Co(0~,t) [r~f. z6)] a permis d'observer dans cette r6gion deux niveaux fortement excit6s "/t3.68 et 4.47 MeV, et des configurations ~t I particule-1 trou de proton leur ont fit6 attribu6es. De m~me des configurations gt 2 trous de protons ont 6t6 propos6es pour les niveaux situ6s b. 3.53 et 3.97 MeV, fortement excit6s dans la r6action 58Fe(~, n) [r6f. 8)]. II semble donc que dans ce domaine d'6nergie los niveaux observ6s sont principalement des 6tats trous de protons. Ceci est compatible avec leur faible excitation par les r6actions (p, t) et (t, p) (tableau 1), si l'on suppose que les composantes/t trous de proton sont n6gligeables darts l'6tat fondamental du noyau cible 62Ni. Des configurations faisant intervenir la couche Ig..~ont 6t6 propos6es pour l'6tat 3- b. 4.03 MeV [r6f. 15)]. Compar6 h l'&at fondamental, l'excitation de ce niveau est effectivement plus faible en (p, t) (8 ~ du fondamental) qu'en (t, p) (20 %). L'excitation de ce nivcau par la r6action (p, t) implique d'autre part la

5s-6°Ni

55

pr6sence de nucl6ons sur la couche g~ dans l'6tat fondamental de 62Ni. Pour le niveau 5. • 4.34 MeV, nous proposons des caract6ristiques Jr" = 0 +. Bien que les minima soient peu accentu6s, sa distribution angulaire est compatible avec un moment angulaire L=0. Dans la rdgion de 5 ~. 6 MeV, plusieurs niveaux sont fortement excit6s. On pout proposer des caract6ristiques J'~ = 4 + aux niveaux situ6s ~ 5.92 et 6.07 MeV. Pour le niveau/t 5.77 MeV, lc meilleur accord avec la distribution angulaire exp6rimentale correspond/~ un moment angulaire L = 6. Parmi les niveaux connus, on note deux d6saccords avec les r6sultats ant6rieurs. Ainsi des caract6ristiques J " = 5- ont 6t6 attribudes t4) au niveau ~ 4.97 MeV alors que la distribution angulaire obtenue en (p, t) est caract6ristique d'un moment angulaire L = 4. De m~me des caract6ristiques (0 +, 3 - ) ont ~t6 propos6es pour le niveau situ6 ~ 5.53 MeV tandis que n0s r6sultats exp6rimentaux sont plut6t en accord avec un J~ = 2 +. Sur le tableau l, on peut voir que ces niveaux bien excit6s par la r6action (p, t), ne le sont gdn6ralement pas par la r6action (t, p). Darts l'6tude du noyau 56Ni par la r6action SSNi(p, t) 56Ni [r6f. z7)], le premier 6tat 0 + excit6 est observ6 ~ 5.0 MeV d'6nergie, cet 6tat ne peut 6tre form6 qu'/t partir des neutrons du c0eur. II est done tentant de consid6rer les niveaux de cette r6gion d'6nergie du 6°Ni comme 6tant des 6tats/~ trous de neutron. Leur excitation correspond dans la r6action (p, t) au pick-up d'un neutron de la couche lf? et d'un neutron de valence, ou au pick-up d'une paire de neutrons du cceur. Par ailleurs, il est int6ressant de signaler qu'un calcul ph6nom6nologique r6cent de Gillet et al. 28, z9) pour les isotopes pairs du Ni, situe entre 4.6 h 6.3 MeV les ~iveaux/l trous de neutron de la couche lf~. Au del/t de 6 MeV, l'extraction des distributions angulaires devient plus difficile '~ cause de la grande densit6 des 6tats. Nous proposons les spins et parit6s 3- aux niveaux/l 6.40, 6.77 et 8.43 MeV, et 2 + aux niveaux it 7.11 et 7.29 MeV. Ces niveaux doivent correspondre /t l'excitation des neutrons des couches plus profondes. Le niveau 3- 5. 8.43 MeV est int~ressant h cause de sa forte excitation. Vu sa position en 6nergie, il est vraisemblable de proposer une configuration (2p~ ld~ ),, 5. ce niveau. On peut noter qu'un calcul effectu6 par Beuzit z9) /~ partir d'un code de Gillet e t al. 28) pr6voit un 6tat 3- fi 8.26 MeV ayant la configuration: 0.64 (2p,. Ida)3- +0.32 (2p~. l d l ) 3 _ . Les niveaux situ6s au-del'h de 11 MeV peuvent ~tre identifi6s comme des 6tats analogues du 6°Co. La distribution angulaire du niveau h 11.21 MeV est caract6ristique d'un moment angnlaire L = 2. Sa position en 6nergie et sa forte excitation nous incitent h pcnser qu'il s'agit de l'6tat analogue du niveau 2 + h 0.0586 MeV du 6°Co. De m~me, le niveau it 11.95 MeV peut ~tre l'6tat analogue du niveau 4 + b. 0.985 MeV du 6°Co. A partir de la position en 6nergie de ces niveaux, on peut d6duire la diff6rcnce de l'6nergie coulombienne E ( 6 ° C o - 6 ° N i ) = 9.12+0.030 MeV qui est tr6s proche de la valeur de 9.045 MeV obtenue en utilisant la formule semi-empirique de J~inecke 30). Les 6tats T = 3 du 6°Ni sont compar6s aux niveaux de 6°Co sur lc tableau 4. La distribution angulaire du niveau it 11.75 MeV est en accord avec un

56

D. H. K O N G - A - S I O U et al. TABLEAU 4 Etats T = 3 du 6°Ni compar6s a u x niveaux de 6°Co (les 6nergies s o n t en MeV)

E~ (6°Ni)

E ~)

E~ (6°Co) b)

jrr (p, t)

11.21 11.75 11.95 13.76 14.57 14.67

0.0586 0.60 0.80 2.61 3.42 3.52

0.0 0.0586 0.612 0.785 2.605 3.422 3.529

2+ (2 + ) 4+ (0 +)

b) 5+ 2+ (3 +) 4+

(4 + )

~) E = E , ( 6 ° N i ) - - (11.21--0.0586) MeV. b) R6f. 2).

moment angulaire L = 2 +. Mais sa position en 8nergie correspond b, un 6tat 3 + b, 0.612 MeV dans le noyau 6°Co. I1 est donc possible que ce ne soient pas les mSmes niveaux. Nous proposons enfin des caract6ristiques J " = 0 ÷ au niveau ~t 13.76 MeV et J~ = 4 + au niveau b, 14.67 MeV. 4.2. N O Y A U

SSNi

A part les diffusions in61astiques (X, X'), les seules r6actions de transfert qui permettent d'atteindre le noyau 5SNi sont les r~actions S6Fe(z, n) et 6°Ni(p, t). Une ~tude en 56Fe(z, n) a ~t~ publi~e r~cemment par Evers et al. s). Nos experiences permettent done de compl6ter les r~sultats exp6rimentaux pour ce noyau. Sur la fig. 4, on pourra noter l'analogie des grosses structures entre les spectres d'6nergie des noyaux 5SNi et 6°Ni. De 0 ~ 2.5 MeV, on observe les niveaux de valence. L'excitation du niveau 4 + 2.459 MeV peut s'expliquer par la presence des neutrons sur la couche lf,. De 2.5 ~t 4.4 MeV, on retrouve une zone ~ tr~s faible excitation. Dans le cadre du module en couches simple, le noyau cible 6°Ni peut 8tre consid~r~ comme constitu~ d'un cceur S6Ni plus 4 neutrons qui remplissent la couche 2p~. La faible excitation en (p, t) des niveaux dans cette r~gion peut done ~tre expliqu6e en partie par la faible probabilit6 de pr6sence des neutrons dans les couches de valence l f~, 2p~. D'autre part, ees niveaux sont bien excites en (p, p') et (d, d') [r6f. 1)], et des niveaux ~ 3.5 et 4.05 MeV ont ~t6 fortement excit6s en (~, n) [r~f. s)]; par analogie avec le cas de 6°Ni, il est raisonnable de penser que les niveaux situ~s vers 3.6 ~t 4.4 MeV soient des 6tats ~ trous de protons. Entre 4.5 et 5.5 MeV, on observe des niveaux fortement excit6s. Toujours par analogic avec le cas du 6°Ni, des configurations ~t trous de neutrons dc la couche 1~ peuvent 8tre propos~es pour ces niveaux sauf pour l'6tat 3- ~ 4.472 MeV qui doit

5s-6°Ni

57

faire intervenir des neutrons de la couche lg~. I1 est ~ remarquer que le premier niveau 3 - du noyau 5SNi se trouve b. plus haute 6nergie d'excitation que le niveau correspondant du 6°Ni, et que le groupe de niveaux propos6s comme 6tant des 6tats b. trous de neutrons est situ6 b. plus faible 6nergie dans SSNi que darts 6°Ni. Ceci est en accord avec une image simple du module en couche. En effet, il est vraisemblable que la couche lg~ se trouve ~ plus haute 6nergie dans le noyau 5SNi que dans 6°Ni, alors que la couche I f ! est sfirement moins profonde dans le premier noyau que dans le second. Entre 5.5 et 8 MeV, on peut proposer des caract6ristiques J~ = 0 + 2 +, 4 + respectivement aux niveaux situ6s b. 5.96, 6.40 et 6.56 MeV. Des caract6ristiques J~ = 4 ÷ ont 6t6 attribu6es au niveau ~t 7.22 MeV [r6f. 13)], cependant la distribution angulaire obtenue en (p, t) est plut6t en accord avec un moment angulaire L = 3. TABLEAU 5 E t a t s T = 2 du SSNi c o m p a r e s a u x niveaux d u 5SCo (les 6nergies s o n t en MeV) E,(SSNi)

E ~ Q a N i ) - - 8 . 8 3 MeV

Ex(SSCo) °)

j~r

(p, t) 8.83 9.31 9.89

0.0 0.48 1.06

0.0 0.457 1.050 1.075

~)

2+

2 +

4+ 2+

4+ (1 +, 2 + ) (2 +, 3 + )

10.63

1.80

4+

11.51

2.68

(3-)

11.85

3.02

(3-)

14.47 ( T = 3)

5.64

(0 +)

a) R6f. 31).

Les 6tats T = 2. Au-delh de 8 MeV, on observe 4 niveaux fortement excit6s. Les caract6ristiques J " = 2 + peuvent &re attribu6es aux niveaux b. 8.83 et 9.89 MeV et 4 + aux niveaux/t 9.31 et 10.63 MeV. Les niveaux 2 + b. 8.83 e t 4 + b. 9.31 sont vraisemblablement les 6tats analogues de l'&at fondamental et du niveau excit6 /t 0.457 MeV du 5SCo (tableau 5). La diff6rence d'6nergie Coulombienne 5SCo-SSNi ainsi d6duite est 6gale/t 9.23__+0.040 MeV. Les caract6ristiques 3 - propos6es aux niveaux b. 11.51 et 11.85 MeV sont moins certaines ~t cause de la plus faible excitation de ces niveaux. I1 est/t signaler qu'aucun niveau 3 - n'a encore 6t6 observ6 dans le noyau 5SCo. Enfin, le niveau 0 ÷ ~. 14.47 MeV peut ~tre l'6tat T = 3, analogue du niveau fondamental de 5SFe. On notera que les positions des premiers 6tats T = 2 et T = 3 du 58Ni sont pr6vues respectivement h 8.752 et 14.454 MeV par la formule semiempirique de Jfinecke 30).

58

D . H . KONG-A-S1OU et aL

5. Conclusion

Los exp6riences 62, 60Ni(p ' t) ont permis d'identifier et de d6terminer leg caract6ristiquesJ, n, T de plus d'une vingtaine de niveaux nouveaux. A partir d'une 6tude comparative des r6sultats exp6rimentaux des diff6rentes r6actions nucl6aires et d'un calcul ph6nom6nologique de Gillet et aL zs, 29), des informations concernant la structure nucl6aire des niveaux de 58-6°Ni ont 6t6 obtenues. Les configurations d6duites sont utilis6es dans l'analyse DWBA. Les valeurs de la constante de normalisation obtenues sont raisonnables 25). I1 est ~ remarquer la grande similarit6 entre les spectres d'6nergie obtenus en (p, t) pour les noyaux 5s-60Ni" Ces deux noyaux ont en effet tousles deux des neutrons exc6dentaircs sur la couche 2p~. Par ordre d'6nergie d'excitation croissante, on peut distinguer sur les spectres les niveaux form6s par des neutrons de valence, une zone de faible cxcitation correspondant it des configurations de proton, les 6tats fortement excit6s qui font intervenir les neutrons de la couche lf~, les niveaux de neutrons de couches plus profondes ct les 6tats analogues. I1 faut signaler que nous avons 6tudi6 parall~lement la r6action 64Ni(p, t)62Ni. Contrairemcnt au cas de 5s-60Ni ' au-del~ de 4 MeV, ancun niveau fortement excit6 n'a 6t6 vu en 62Ni, les structures observ6es dans 5s, 60Ni apparaissent encore mais beaucoup plus faiblement, la densit6 des niveaux 6rant plus grande. On peut penser que ceci peut ~tre 1i6 h l'ouverture dc la couche l f~. D'ailleurs des ph6nombnes semblables ont d6j~t 6t6 vus au laboratoire dans une 6tude des isotopes pairs de Zn par les r6actions 64, 66, 68, 7OZn(p ' t) [r6f. 33)]. Aucun niveau fortement excit6 n'a 6t6 mis en 6vidence au-del~t de 4 McV d'6nergie d'excitation sauf pour le noyau 62Zn qui poss~de 4 neutrons p6riph6riques sur la couche 2p~.

Remarque: Alors que cet article 6tait en cours de parution, la section efficace (da/dl2)2oo a &6 mesur6e it la m~me 6nergie (46,5 MeV) avcc le cyclotron de MSU pour les r6actions 6 ° - 6 2 N i ( p , t). Dans le cas de 6 ° N i ( p , t ) la section efficaee est en accord avec notre valeur (___ 5 %). Dans le cas de 62Ni(p, t), la valeur de MSU est d'environ 25 % inf6rieure ~t la n6tre. Ce d6saccord est dfi probablement b. l'inhomog6n6it6 des cibles; une diff6rence de cet ordre de grandeur sur les sections efficaces absolues ne peut apporter aucune modflication importante h nos conclusions. R6f6rences 1) Nucl. Data 3 (1970) B3-3, 4-145 2) Nucl. Data 2 (1968) B2-5-41 3) Y. Torizuka et aL, Phys. Rev. 185 (1969) 1499; K. ltoh et aL, Phys. Rev. C7 (1973) 458 4) P. W. M. Glaudemans et aL, Nucl. Phys. A198 (1972) 609; S. Cohen, Phys. Rcv. 160 (1967) 903 5) N. Auerbach, Phys. Rev. 163 (1967) 1203 6) M. Baranger, Congr~s international de physique nucl6aire, Paris, 1964, p. 152 7) H. Faraggi et aL, Ann. of Phys. 66 (1971) 905 8) D. Evers et al., Nucl. Phys. A198 (1972) 268

5a-6°Ni 9) 10) ll) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) 26) 27) 28) 29) 30) 31) 32)

59

B. F. Bayman et N. M. Hintz, Phys. Rev. 172 (1968) l l l 3 T. Suehiro et aL, Phys. Lett. 33B (1970) 468 W. G. Davies et aL, PLA progress report R H E L / R 170 0968) 40 D. H. Kong-A-Siou et aL, Nucl. Phys. A197 (1972) 568 G. Bruge et al., Phys. Rev. Left. 29 (1972) 295 H. Ronsin et al., Nucl. Phys. A207 (1973) 577 W. Darcey et al., Nucl. Phys. A170 (1971) 253 D. Kunz, Univ. of Colorado, non publi6 N. K. Glendenning, Phys. Rev. 137 (1965) B102 F. H. lbarra et B. F. Bayman, Phys. Rev. C l (1970) 1786; R. Jaffe et W. Gerace, Nucl. Phys. A125 0969) 1 J. F. Bruandet, J. P. Longequeue, N. Longequeue, J. P. Maillard, B. Vignon, Rapport interne (1970), non publi6 C. M. Perey et F. G. Perey, Phys. Rev. 132 (1963) 755 B. F. Bayman, Nucl. Phys. A168 (1971) 1 R. J. Ascuitto et N. K. Glendenning, Phys. Rev. C2 (1970) 1260 M. P. Fricke et aL, Phys. Rev. 156 0967) 1207 M. E. Cage et al., Nucl. Phys. A183 (1972) 449; P. P. Urone et aL, Nucl. Phys. A163 (1971) 225 R. A. Broglia et ak, Nucl. Phys. A184 (1972) 23 M. Matoba et aL, Nucl. Phys. A176 (1971) 178 G. Bruge et R. F. Leonard, Phys. Rev. C2 (1970) 2260 V. Gillet, B. Giraud ct M. Rho, CEN Saclay, DPh-T-72/22 P. Beuzit, Th~se d'Etat, Universit6 Paris-Sud (Orsay), t971 J. J~.necke, Z. Phys. 196 (1966) 477 G. Gehringer et aL, Nucl. Phys. A195 (1972) 65 G. S. Satchler, Nucl. Phys. A92 0967) 2"/3