Niveaux de 32S observés dans les réactions 31P(p, α0)28Si et 28Si(α, γ)32S

1.E.1

[ I

Nuclear Physics A I 0 2 (1967) 4 4 9 - - 4 6 1 ; (~) North-Holland Publishin# Co., Amsterdam Not to be reproduced by photoprint or microfilm without written permission from the publisher

NIVEAUX DE 32S

OBSERVES DANS LES RI~ACTIONS alp(p, :to)28Si et 2Ssi(~, y)aZS J. V E R N O T T E ,

M. L A N G E V I N et F. T A K E U T C H I

lnstitut de Physique Nucldaire, Orsay 91, France Requ le 23 m a i 1967 Abstract: Eight resonance levels o f a2S were observed t h r o u g h the reactions a~p(p, ~0)288i (Ep - 1.4-1.9 MeV) a n d "°sSi(~_,7)a2S (E~ = 3.7-4.3 MeV). The spins a n d parities o f these levels were determined by a n g u l a r correlation m e a s u r e m e n t s . T h e resonance strengths are reported. NUCLEAR

R E A C T I O N S alP(p,~0), E = 1.4 to 1.9 MeV; m e a s u r e d or(E;0). 2sSi(~, 7), E -- 3.7 to 4.3 MeV; m e a s u r e d or(E; E./, 0), 77(0); 32S deduced levels, strengths, J, .%/'. Enriched 2sSi target.

1. Introduction Une 6tude 1)de la rdaction 31p(p, g o ) 2 8 8 i , induite par des protons d'6nergie comprise entre 1.4 et 1.9 MeV a permis d'observer un certain nombre de niveaux du noyau aeS. Dans cette zone d'6nergie, tous ces niveaux avaient ddj& 6t6 observds par Clarke et al. 2). La particule sortante et le noyau rdsiduel ayant tous deux un spin nul et une parit6 positive la voie de sortie de cette r6action impose/t ces niveaux d'avoir la parit6 naturelle (Tr = ( - 1 ) a ) . Ces niveaux correspondent ~t des niveaux ddj& observ6s 3) darts la rdaction 28Si(c~, 7)32S, dont la voie d'entrde est la marne que la voie de sortie de la r6action 31p(p, ~o)28Si. L'analyse de la distribution angulaire du groupe c~o 6mis aux r6sonances de la r6action alp(p, ~ o ) 2 8 8 i , de meme que l'analyse de la distribution angulaire du rayonnement de d6sexcitation 6mis aux r&onances de la r6action 28Si(:~, 7 ) 3 2 8 permettent d'obtenir des renseignements sur le spin et la parit6 des niveaux de 32S. Nous avons poursuivi l'6tude de ces deux r6actions, d6termin6 le spin et la parit6 de tous les niveaux de rdsonance observ6s, et mesur6 l'intensit6 de ces r6sonances chaque fois que cela 6tait possible.

2. R6action 31p(p, ~0)2Ssi 2.1. D I S P O S I T I F E X P I ~ R I M E N T A L

Le faisceau de protons fourni par l'acc61~rateur Van de Graaff de 4 MeV du laboratoire Joliot-Curie est analys6 par un aimant A 90 °. L'6cartement des fentes d6finissant le faisceau /t l'entr6e et ~ la sortie de l'aimant permet d'atteindre une r&olution AE/E = 5.10 -~ [r6f. ~)]. 449

J. VERNOTTE et al.

450

La chambre ~t r6action contenant quatre d6tecteurs ~t barribre de surface a 6t4 d6crite pr6c6demment 1), de m6me que l'61ectronique associ6e. Les cibles 6taient de Zn3Pz 6vapor6 sous vide sur une feuille de carbone de 10 ~ 20 /~g/cm 2 d'6paisseur. Les trois cibles utilis6es ont une 4paisseur, mesur6e en utilisant la m6thode de Fowler et al. 5) de 190, 25 et 6 iLg/cm 2 environ. t

,ooo

8

(o)

j

]

(b) .4.2OO

Doublet

Ea,: 3820- 3827keV I

8

Dou bier Ep'. 1470-1476 keV

8 800

a

p

z

I

L

i I

4ook

200

i 38100 I

,

3820

_J

J

3840 E d,(keV)

J

%. 1466

1472

1478 Ep (keY)

Fig. l ( a ) . Fonction d'excitation de la r6action 2aSi(~, 7)s'2S au voisinage des deux r6sonances E~ = 3820 et 3827 keV. E l l e a 6t6 obtenue ~t 45 ° avec une cible de 8 f f g / c m 2. (b) Fonction d'excitation de la r6action 31p(p, ~0)28Si au voisinage des deux r6sonances ~t Eo 1470 et 1476 keV. E l l e a 4t6 obtenue ~t 170 ° lab avec une cible de 6 f f g / c m 2.

2.2. F O N C T I O N

D'EXC1TATION

Le dispositif d'analyse a 6t6 6talonn6 en utilisant les deux r4sonances de la r6action ~ Ep ---- 1346.6_+ 1.1 et 1373.5_+0.6 keV [r6f. 6)] et le seuil de la r6action 7Li(p, n)VBe h Ep = 1880.36_+0.22 keV [r6f. 7)]. Les r6sultats r6cents recoupent bien les r6sultats pr6c4dents 1) dans la limite des erreurs exp6rimentales. 11 y a cependant une exception: la r4sonance indiqu6e ~t Ep ~ 1468_+7 keV correspond en fait ~ deux r6sonances ~t Ep ---- 1470 et 1476 keV. 19F(p, ~7)160

10288

10294

10331

10456

10525

10624

10701

1470

1476

1514

1643

1715

1817

1896

24±3

~ 1.6

<1.2

<2.3

7 kl

5~0.45

"<0.55

~0.70

F (kcV)

15

9

17

20

5

35

7000±1000

110~

24±

300~

3000~ 300

62±

47±

95±

( 2 J + 1) I~F~° F (eV)

I-

3-

2~

0 r, 1-

1-

2~

3-

2 +, 3

jn

1890

± 2 r)

1468.6±0.7 e)

b)

3~p(p, ~,)z2S Ep(keV)

1904

1724

1521

4299

4210

4096

3992

3877

3827

3820

3753

3,p(p, p)31p E~(keV) Ep(keV) a) (tous ~z8)

a) F~ cst pris 6gal a Fro ~1'~.1. b) Dans la r6f. 17) un doublet est indiqud h Ep = 1396.0±0.7 et 1398.7±0.7 keV. e) R6f. a). d) R6f. 19). e) R6fs. Iv, 22). r) R6f. ,8).

10223

1403

Ev(keV) Ee~(keV) (tous =t:6) (tous -k6)

TABLEAU 1

R6sultats des r6actions 31p(p, ~o)28Si et zsSi(~, ~)32S

10709

10631

10532

10441

10340

10296

10290

10231

E~(keV) (tous ~ 8 )

2.7 ~ 0 . 9

0.6 ± 0 . 2

0.07±0.03

0.5 ~z0.2

1.0 ± 0 . 4

(eV)

(2J~ 1)

1- e)

1% 3-

2+

1 , 2 +, 3-

1 ~)

2 + e)

1% 3-

J~

4~

452

J. VERNOTTEet al.

Nous ne les avions pas observ6es pr6c6demment parce que, pour d6crire la fonction d'excitation, nous avions utilis6 une cible de 70 pg/cm 2 et une variation de l'6nergie des protons par pas de 5 keV environ. Par contre la structure en doublet a 6t6 observ6e en utilisant une variation de l'6nergie par pas de 0.5 keV et des cibles de 190 # g / c m z et de 6 pg/cm 2 (fig. lb). Clarke et al. z) n'ont vraisemblablement observ6 que la composante la plus 6nergique c a r / t 90 °, angle off 6tait plac6 leur d6tecteur, l'intensit6 de cette composante est cinq fois plus grande que l'intensit6 de l'autre composante. Dans les cinq premibres colonnes du tableau 1 sont consign6s les r6sultats de l'6tude de la r6action 31p(p, ~o)28Si. Darts la colonne 1 sont indiqu6es les 6nergies de r6sonance: ces 6nergies sont la valeur moyenne des valeurs trouv6es au cours de plusieurs s6ries d'exp6riences, valeurs toujours compatibles dans la limite des erreurs exp6rimentales. La colonne 2 contient les 6nergies d'excitation dans le noyau 32S: elles ont 6t6 calcul6es en prenant l'6nergie de liaison d'un proton dans 3as 6gale/t 8864.1 + 1.7 keV [rdf. 8)]. Les largeurs des niveaux sont indiqu6es dans la colonne 3. Les niveaux correspondant aux r6sonances Ep = 1514 et 1896 keV sont larges, et leur largeur a 6t6 d6duite directement de la fonction d'excitation tracde avec une cible mince, compte tenu de la largeur exp6rimentale mesurde avec la m~me cible sur une r6sonance 6troite voisine. La largeur des niveaux correspondant aux rdsonances/~ Ep = 1715 et 1817 keV est obtenue sur la partie basse 6nergie de la fonction d'excitation en cible 6paisse. La largeur des niveaux correspondant aux rdsonances ~ E v = 1403, 1470, 1476 et 1643 keV a 6t6 obtenue d'apr~s la m6thode de Fowler et al. 5). Cette mdthode ne tient pas compte du straggling et suppose une cible parfaitement homog6ne. La hauteur maximum de la rdsonance est tr6s peu modifi6e par le straggling 9), mais diminue quand la cible s'61oigne de la cible iddale s0). A cause de cette r6serve nous n'avons utilis6 cette m6thode que pour donner une limite supdrieure de la largeur de ces niveaux. La colonne 4 contient les intensitds de r6sonance ( 2 J + 1)FpF,o/F, calcul6es en utilisant les formules donn6es par Gove 9). On a v6rifi6 en mesurant la diffusion Rutherford que l'6vaporation conservait le rapport trois atomes de zinc pour deux atomes de phosphore. L'intensit6 des rdsonances ~ Ep = 1403, 1470, 1476, 1643, 1715 et 1817 keV a 6t6 calcul6e/t partir de la fonction d'excitation en cible 6paisse. L'intensit6 des deux autres r6sonances a 6t6 calcul6e en comparant leur aire en cible mince /t l'aire des r6sonances/t Ep = 1403 et 1643 keV obtenue avec la m~me cible mince. On a tenu compte de la distribution angulaire. La prdcision sur les intensit6s de r6sonance est de l'ordre de 20 ~o. La colonne 5 donne les valeurs du spin et de la parit6 pouvant 6tre ddduites de l'analyse de la distribution angulaire des particules alpha (voir paragraphe suivant). Darts les colonnes 6 et 7 sont indiqu6es les 6nergies des r6sonances qui darts les r6actions 31p(p, 7)32S et 31p(p, p)3~p semblent correspondre aux r6sonances que nous avons observ6es. Les 6nergies sont un peu diff6rentes mais toujours compatibles avec nos erreurs exp6rimentales.

Ep= 1.470

MaV

,q ~ ,g3

E.pi 1,476MeV 2 ~

I

5-

b -~

2

,j

~I

o

80

iOQ 120 140 i

p

I

~

f

~M

_~__ I I ~ iO 80 I00 120 I40 160 180 CM

L

160 180 i

Ep- 1.715MeV

i

i

~

t

,

,

Ep= L8~7 MeV

~I~

~

[

~~

I

/,~ 80

I00

20

t40

e~,,,

[

. . . IO0 . . L20

140

O°CM I~o

I~o

o

~6C 180

Fig. 2. Distributions angulaires des particules alpha de la r6action 31p(p, ~0)~sSi. Les points exp6rimentaux sont transform6s dans le centre de masse. Les courbes continues repr6sentent les distributions angulaires th6oriques calcul6es pour la valeur J indiqu6e et pour la valeur T report6e dans le tableau 2.

454

s. VERNOTTE et al.

2.3. D I S T R I B U T I O N S A N G U L A I R E S

Trois ddtecteurs ~ barri~re de surface s6par6s de 25 ° peuvent atre plac6s/~ divers angles tandis qu'un quatri6me d6tecteur fix6 ~ 150 ° sert de moniteur. Ces quatre d6tecteurs voient la cible sous un angle solide de 6 • 10 -4 sr. Au d6but des mesures l'isotropie de l'ensemble exp6rimental a 6t6 v6rifide par la diffusion Rutherford des protons sur une cible d'or. Le calcul de la cin6matique de la rdaction montre que l'6nergie des particules alpha (calcul6e 8) en utilisant la valeur Q = 1916.5+__3.2 keV) est de l'ordre de deux lois l'6nergie des protons incidents: les impulsions dues ~t ces particules alpha sont donc voisines des impulsions d'empilement dues ~t la diffusion 61astique des protons sur le phosphure de zinc. Pour diminuer le hombre d'empilements on a travaill6 avec une intensit6 de faisceau faible (0.1 ~tA pour les angles vers l'arri6re et 0.05 /zA pour les TABLEAU 2 Rdsultats de l'analyse des distributions angulaires Ep(keV)

J~

7,~

t

2+

1.44

0.76±0.02

3-

1.1l

1.67~0.07

1470

3-

1.00

0.20~0.01

1476

2+

1.92

0.49 ± 0 . 0 2

1514 ~)

1-

1.01

6.47±0.6

0+

1.49

0 b)

1-

1.17

1.82±0.02

1715

2+

1.24

0.05±0.01

1817

3-

1.00

2.94±0.20

1896 a)

1-

1,31

0.45 ± 0 . 0 l

1403 a)

1643 a)

a) Le rdsultat de l'analyse de la distribution angulaire mesur6e/~ cette r6sonance a 6t6 publi6 pr6c6demment 1). b) Une erreur de la rdf. 1) a 6t6 corrigde,

angles autour de 90 °) et des cibles minces (25 et 6/tg/cm 2 pour les derni6res s6ries d'exp6riences). Pour 6viter l'augmentation rapide vers l'avant du nombre d'empilements les angles d'observation sont compris entre 85 ° et 170 °. Toutefois en admettant que la r6action proc~de par des niveaux bien d6finis du noyau compos~, les distributions angulaires doivent &re sym6triques par rapport ~ 90 ° c.m. Les nombres de coups observ6s ont 6t6 transform6s dans le syst6me du centre de masse. La fig. 2 montre dans le c.m. la varation avec l'angle du rapport de la section

81p(p, g0)28Si ET ~8Si(g, 7)Z'~S

455

efficace diff6rentielle ~t un angle et de la section efficace diff6rentielle h l'angle du moniteur. Les distributions angulaires exp6rimentales ont 6t6 analys6es en les comparant aux formes th6oriques calcul6es 1) en utilisant le formalisme du spin de voie. Darts la r6action 31p(p, ~o)2SSi le spin de la voie de sortie 6tant s = 0, il ne peut y avoir de m61ange de moment orbital dans cette voie. Le spin de la voie d'entr6e est soit s = 0 soit s = 1: il ne peut non plus y avoir de m61ange de moment orbital dans la voie d'entr6e car les niveaux form6s dans le noyau compos6 ont la parit6 naturelle. A l'exception du niveau r6sonnant 0 + qui ne peut ~tre form6 que dans la voie d'entr6e s = 0 et qui donne une distribution angulaire isotrope, pour tousles niveaux r6sonnants il y a une possibilit6 de m61ange de spin dans la voie d'entr6e. Le seul parambtre continu intervenant dans le processus de formation de la r6sonance est le param~tre t d6crivant le m61ange de spin dans la voie d'entr6e, t = Fps=lffFps= or. C'est le rapport des carr6s des 616ments de matrice pour les deux transitions 1t). La distribution angulaire s'6crit alors W(O) = Ws= 0(0)+ tWo= 1(0). Les distributions angulaires th6oriques ont 6t6 calcul6es jusqu'~t J~ = 4 +, c'est-h-dire en admettant que seules des ondes jusqu'/t l = 4 peuvent intervenir dans le processus de formation du niveau. L'analyse a 6t6 faite/t l'ordinateur Univac 1107 de la Facult6 des Sciences d'Orsay. Le programme calcule en fonction du param6tre t variant de 0/t oo l'6cart entre les distributions angulaires exp6rimentale et th6orique. Le spin du niveau r6sonnant est trait6 comme un param6tre inconnu. La valeur de t adapt6e est celle qui fournit la plus petite valeur de Z z. Le tableau 2 donne les r6sultats de l'analyse. Pour les r6sonances fi Ep = 1403 et 1643 keV il y a deux valeurs possibles pour le spin et la parit& Cette ambiguR6 peut ~tre lev6e par l'6tude de la r6action 28Si(~, 7)328.

3. R6aetion 28Si(~, 7)S~s Une premibre 6tude de cette r6action 3) effectu6e avec une cible de silicium naturel a permis d'observer un certain nombre de r6sonances. Cette 6tude a 6t6 reprise et limit6e aux seules r6sonances pouvant ~tre attribu6es fi des niveaux de 32S 6galement form6s dans la r6action 3tp(p, ~0)28Si. 3.1. DISPOSITIF EXPI~RIMENTAL La cible de 28Si enrichi t 6vapor6 sous vide sur un support 6pais de cuivre 61ectrolytique est plac6e darts un dispositif fi cible tournante. L'intensit6 du faisceau est limit6e h 5/~A. Les d6tecteurs sont deux cristaux NaI(TI) de 12.7 cm x 12.7 cm protSg6s du rayonnement ext6rieur par un cylindre de plomb de 5 cm d'6paisseur. Une table m6tallique pivotant de + 120 ° autour d'un axe vertical passant par le point d'impact du faisceau sur la cible supporte l'un des d6tecteurs qui peut s'approcher jusqu'~t 3 cm de la cible. t Fourni par AERE Harwell.

456

J. VERNOTTEet al.

L ' a u t r e d6tecteur fix6 ~ 90 ° du faisceau, soit dans le plan horizontal, soit dans le plan vertical peut 6galement ~tre plac6 h une distance de la cible variant entre 3 et 20 cm. L'ensemble exp6rimental permet des mesures de corr61ation angulaire dans les g6om6tries I, II, V et VI d6crites par Ferguson et al. 14). Le d6tecteur plac6 ~ 90 ° sert de moniteur pour les mesures de distribution angulaire. A chacun de ces d6tecteurs est associ6e une 61ectronique identique: un pr6amplificateur, un amplificateur, un s61ecteur m o n o c a n a l et une 6chelle de comptage. A la sortie de l'amplificateur les spectres sont envoy6s sur un analyseur ~t 256 canaux. L'isotropie du dispositif exp6rimental a 6t6 v6rifi6e au moyen du r a y o n n e m e n t g a m m a isotrope fourni par la r6action 9Be(p, 0~7)6Li ~t la r6sonance Ep = 2.56 MeV [r6f. 12)]. 3.2. FONCTION D'EXCITATION La fonction d'excitation a 6t6 construite pour une 6nergie de particules alpha comprise entre 3.7 et 4.3 MeV, avec un d6tecteur plac6 ~ 3 cm de la cible et ~ 45 ° du faisceau. Deux discriminateurs ont 6t6 utilis6s, l'un n'acceptant que les impulsions correspondant ~ 70, g a m m a d6sexcitant le niveau directement au niveau fondamental 0 + de 32S, l'autre acceptant 7o et 71, g a m m a d6sexcitant le niveau par l'interm6diaire du premier niveau excit6 2 +. P o u r mettre en 6vidence les deux r6sonances ~ E~ = 3820 et 3827 keV (fig. la), nous avons utilis6 une cible de 8/~g/cm 2. P o u r les autres r6sonances, la cible avait une 6paisseur de 16 pg/cm 2. Les quatre derni6res colonnes du tableau 1 contiennent les r6sultats de l'6tude de la r~action 2sSi(e, 7)32S. D a n s la colonne 8 se trouvent les 6nergies de r6sonance. Ces 6nergies sont, 1~ aussi, la valeur m o y e n n e des 6nergies trouv6es au cours de plusieurs s6ries d'exp6riences. Les 6nergies d'excitation dans le n o y a u 32S calcul6es en prenant l'6nergie de liaison d'une particule alpha dans 32S 6gale/t 6947.6+3.0 keV [r6f 8)] sont dans la colonne 9. D a n s la colonne 10 sont indiqu6es les intensit6s de cinq r6sonances. Elles ont 6t6 calcul6es en les c o m p a r a n t / t l'intensit6 de la r6sonance/~ E~ -= 2904 keV [ ( 2 J + 1)F,(F~o+F~I)/F = 0.7 eV (r6f. 13))]. L'erreur peut atteindre 30 /t 40 ~ . La colonne 11 donne les valeurs du spin et de la parit6 attribudes/t ces niveaux r6sonnants/t partir de l'analyse des distributions angulaires et des corr61ations angulaires. 3.3. DISTRIBUTIONS ET CORRt~LATIONS ANGULAIRES Lorsque le niveau r6sonnant se d6sexcite par 70 une mesure de distribution angulaire renseigne sans ambiguR6 sur son spin (et sur sa parit6 puisque ces niveaux sont de parit6 naturelle). Les valeurs J~ de tels niveaux sont limit6es ~ 1 - et 2 + (car les transitions 0 + ~ 0 + sont interdites, et les niveaux J > 3 se d6sexciteront par l'interm6diaire de niveaux excit6s de spin > 0). Les distributions angulaires ont une forme trbs diff6rente (W(O) ozsin E0 si J~ = 1-, et W(O) ocsin / 20 si J~ = 2 + ) et permettent de trancher en faveur de l'une ou l'autre valeur.

a)

sooo~ '

--

,.,g~,~

' t '-

('

Io

2000

E~, = ,5.75 MeV

I000

.......

0+

--_2

I+

--

--

3 -

cos z e I

0

S.

O~om~trie I

0.2

I

I

0.6

0.8

J ~

0.4

(b)

~

~'~

G~om6trie ZZ

It/

(c)

u lo

150

75

I

/

J

7 .Q

z r

,

~

',~ , . ,"//

I

JooP

50

I I ,

/

~[/

/'Y //% // \

./

~oi ,/

25

~,,\ ~ \ ,\ ' ,'

',

,,

,,

/

/

/

\

,. ~. L \,

~2L ......... 0

0,2

0.4

0,6

0.8

I

0

0.2

0.4

0.8

Fig. 3(a) repr6sente la distribution angulaire exp6rimentale du r a y o n n e m e n t 71 6mis ~ la r6sonance E~ = 3.75 MeV. Les courbes continues repr6sentent les distributions angulaires th6oriques normalis6es au h o m b r e total de coups enregistr6s. Le fond a 6t6 soustrait. La distance cible-face a v a n t du cristal est 13 cm. (b) et (c) repr6sentent la corr61ation angulaire (i) ~ (1) _E2 (0) darts les g6om6tries I e t II. Les courbes continues repr6sentent les expressions th6oriques norrnalis6es a u h o m b r e total de coups enregistr6s. La distance cible-face a v a n t des deux cristaux est 13 c m .

458

J. VERNOTTE et al.

Lorsque le niveau se d6sexcite par ?~ la situation est plus compliqu6e. Les niveaux 0 + et 4 + se d6sexcitent en 6mettant un rayonnement E2. Par contre il peut y avoir un m61ange multipolaire E l - M 2 si le niveau est 1- ou 3-, et un m61ange multipolaire M1-E2 si le niveau est 2 +. Les coefficients A 2 et A 4 du d6veloppement de la fonction th6orique de distribution angulaire en somme de polyn6mes de Legendre sont alors fonction de ce param6tre de m61ange quadrupolaire/dipolaire pour le cas J = 1, 2 et 3. Smulders et al. ~5) ont calcul6 ces coefficients A 2 et A 4 pour toutes les valeurs de J

(o) E#..=4.21MeV

E& = 3 . 9 9 Me,,'

(b)

g

0

¢J

\\\

e~j q)

cu

r~

7

z

IOOO

- 1500

"\

\

\\\

\

\

",4

I000

500

\ \ \ - - I - , 3 ---

--

I-,3-

2+

2+

COS2 0

0.2

d,

o'.6

'

0.8

0

I 0.2

I 0.4

I 06

cos 2 (9 I 0.8

Fig. 4. La distribution angulaire exp6rimentale du rayonnement 71 6mis aux r6sonances /~ (a) E~ = 3.99 MeV et (b) 4.21 MeV, Les courbes continues repr6sentent les distributions angulaires th6oriques normalis6es au h o m b r e total de coups enregistr6s. Le fond a 6t6 soustrait. La distance cible-face avant du cristal est 13 cm.

inf6rieures ou 6gales & 4, et montr6 qu'une distribution angulaire exp6rimentale peut s'accorder avec des formes th6oriques correspondant /t des valeurs diff6rentes de J et du param6tre de m61ange multipolaire. On peut alors obtenir une solution unique par des mesures de corr61ation angulaire, dans diverses g6om6tries, sur la cascade de d6sexcitation alimentant le premier niveau excit6. Les coefficients A2 et A4 intervenant dans la forme th6orique de la corr61ation angulaire ont 6t6 calcul6s & l'aide d'un programme d'ordinateur ~ partir des valeurs de Ferguson et al. ~4).

459

alp(p, ~x0)2SSi ET 28Si(g, 7)a2s

O n a t e n u compte des coefficients de Rose 16) dus 5, la taille finie des d4tecteurs. P o u r ces mesures, les d6tecteurs 4tant plac6s & 13 cm de la cible, on a utilis6 les valeurs Q2 = 0.93 et Q4 = 0.76. Les distributions angulaires o n t 6t4 mesur4es aux r4sonances ~ E, = 3753, 3992, 4096 et 4210 keV (figs. 3a, 4 et 5). Des mesures de corrdlation angulaire o n t 4t6 faites /t la r4sonance "3, E~ = 3753 keV, (figs. 3b et c) et o n t permis d ' a t t r i b u e r au niveau c o r r e s p o n d a n t la valeur J~ = 1 - ou 3 - .

Era= 4.PO MeV

ou

300

g Z 200

I00

I

0

~2

0.4]~

016

cos z e 1 0.8

Fig. 5. Distribution angulaire du rayonnement 70 6mis/t la r6sonance &E~ = 4.10 MeV. La mesure n'a pas 4t6 faite ~ 0° parce que les points exp6rimentaux mesur6s suffisent ~ trancher entre les cas l et 2+. La courbe continue reprdsente la distribution angulaire th6orique normalis6e au nombre total de coups enregistr4s. Le fond a 6t6 soustrait. La distance cible-face avant du cristal est 13 cm.

4. Discussion Les niveaux de a2S form6s dans les r6actions 28Si(cq y)32S et a l p ( p , ~o)28Si se recoupent bien (tableau 1) h l'exception des niveaux f o r m & dans les rdsonances Ep = 1643 keV et E, = 3992 keV. C e p e n d a n t nous n ' a v o n s pas observ6 dans la r6action a l p ( p , ~o)28Si de r6sonance p o u v a n t correspondre h cette r6sonance E~ = 3992 keV dans la rdaction 288i(~, ~)328. N o u s n ' e x p l i q u o n s pas actuellement cet &art, m a i s n o u s p e n s o n s qu'il s'agit du m a m e niveau. S'il en est ainsi, la c o m p a r a i s o n des colonnes 5 et 11 du t a b l e a u 1 m o n t r e que la valeur J" de ce niveau est 1-.

460

J. VERNOTTE et al.

Des renseignements sur la largeur radiative de quelques niveaux sont indiqu6s dans le tableau 3. Nous avons fait l'hypoth~se F~ >> Fp pour tous les niveaux off nous n'avions pas de renseignement sur Fp. La p6n6trabilit6 de particules alpha de 4 MeV environ est comparable/t la p6n6trabilit6 de protons de 2 MeV environ pour des ondes p, et elle est plus grande pour des ondes d et f. L'hypoth~se F~ >> Fp est donc justifi6e si le niveau form6 dans 32S a un m o m e n t angulaire J sup6rieur ou 6gal & 2. Dans la colonne 1 est indiqu6e l'6nergie d'excitation du niveau (prise arbitrairement comme 6tant l'6nergie d'excitation obtenue dans la r6action 31p(p, ~0)2SSi). Dans la colonne 2 se trouvent les valeurs de J~ attribu6es d'une mani~re unique en comparant les colonnes 5 et 11 du tableau 1. Le param&re de m61ange quadrupolaire-dipolaire obtenu dans l'analyse des distributions angulaires du rayonnement g a m m a est dans la colonne 3. TABLEAU 3 Largeurs radiatives

eox

J~

~

(keV) ± 6 keV 10223 10288

33-

10294

2+

10331 10456 10525 10624 10701

112+ 31-

r,o

r,,

r , (E~)

r , (Z2)

(eV)

(eV)

~

~

--0.15~0.04

0.07i0.04

>_0.15

3.5×10 ~

~ 0.17

4.5 × 10 4

=> 0.09

2 × 10 -~ 9 × 10 -3

>~ 0.015 0.04~:0.03 8

25 × 10 _3

Les largeurs radiatives F~, et Fro sont indiqu6es dans les colonnes 4 et 5. A cause de l'hypoth6se F, >> F~ il y a seulement une limite inf6rieure, sauf pour le niveau/~ 10701 keV off la valeur Fro = 8 eV est obtenue h partir de F, FTo/F ,~ 0.9 eV, FpF,o/F ~ 2300 eV et F ~ 24 keV (tableau I). Dans les colonnes 6 et 7 les largeurs radiatives sont compar6es aux largeurs de Weisskopf. Le noyau 32S 6tant un noyau auto-conjugu6 les transitions E1 doivent ~tre ralentis ~t cause d'une interdiction de spin isobarique 2 o). En utilisant une valeur du rayon nucl6aire 6gale/t 1.2 A ~ fm van der Leun 2~) trouve une valeur moyenne 2.5.10 . 4 unit6s de Weisskopf pour ces transitions E1 interdites. L'accord est bon avec cette valeur sauf pour le niveau/t 10701 keY. Nous pensons que ce niveau est fortement m61ang6 de T = 0 et de T = 1. L'accord est mauvais 6galement pour le niveau g 10525 keV off la valeur trouv6e est 25 • 10- 3 unit6s de Weisskopf alors que la valeur moyenne est 4 0 0 . 1 0 - 3 unit6s de Weisskopf 2~). Le manque de connaissance des largeurs totales nous a emp6ch6 de calculer les largeurs partielles Fp et F~ saul pour les niveaux ~t 10331 et 10701 keV form6s par capture d'ondes p. Pour le niveau g 10331 keV nous trouvons Fp g 5.8 keV et F~ 1.2 keV. Le choix Fp > F~ est en accord avec la fonction d'excitation 19) de la r6action 3~p(p, p)3~p et avec le crit6re de Wigner. Pour le niveau ~t 10701 keV, nous

31p(p, ~o)o,8siET 2Ssi(0qV)3~S

461

t r o u v o n s Fp ~ 21.4 keV et F~ ~ 2.6 keV. Le c h o i x / ' p > iv~ est fait en accord avec la valeur F p F J F ,~ 14 eV [r6f. As)].

5. Conclusion Cette 6tude a permis de d6terminer le spin et la parit6 de tous leg niveaux de 32S observ6s dans les r6actions 3~p(p, :to)28Si et 28Si(~, ~)32S. La p l u p a r t des niveaux form6s dans la r6action 288i(g, 7)32S n ' o n t pas 6t6 observ6s dans la r6action 31p(p, ?) 32S. Ceci peut ~tre dfi au fait que certains de ces niveaux ayant des m o m e n t s angulaires 2 et 3 d o i v e n t ~tre form6s par des ondes d et f, et sont d o n c plus ais6ment form6s p ar cap t u re de particules alpha que p a r c ap t u r e de protons. N o u s pensons par exemple q u e A n d e r s e n 22) a observ6 la deuxi~me c o m p o s a n t e du d o u b l e t p o u r laquelle il d o n n e la valeur J~ = 2 ÷, et q u 'i l n 'a pas observ6 la premiere c o m p o s a n t e 3 - ~ cause de la faible pdn6trabilit6 des p r o t o n s de m o m e n t orbital l = 3. N o u s s o m m e s trbs reconnaissants & nos coll6gues qui nous ont aides aux diverses Stapes de ce travail. N o u s r e m e r c i o n s v i v e m e n t l'6quipe des ing6nieurs et techniciens qui a assur6 la c o n d u i t e de l'acc61drateur.

Note: E n fin de r6daction de ce m a n u s c r i t nous av o n s pris connaissance d ' u n e autre 6tude de la r6action 31p(p, ~o)28Si r 6 c e m m e n t publi~e 2 3). D a n s la zone d'dnergie de p r o t o n s qui nous est c o m m u n e nous observons une r~sonance suppl~mentaire: la deuxi~me r6sonance du d o u b l e t A Ep = 1476 keV. N o u s s o m m e s en accord par ailleurs avec les valeurs J~ attribu6es aux niveaux form6s dans cette r~action.

R6f6rences 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21 ) 22) 23)

J. Vernotte, M. Langevin et H. Laurent, J. de Phys. 27 (1966) 773 R. L. Clarke, E. Almqvigt et E. B. Paul, Nuclear Physics 14 (1959) 472 M. Langevin, H. Laurent et J. Vernotte, Compt. Rend. 261 (1965) 4055 P. Bretonneau, M. Dumail et P. Kerzreho, J. de Phys. Appl. 26 (1965) 35A W. A. Fowler, C. C. Lauritsen et T. Lauritsen, Revs. Mod. Phys. 20 (1948) 236 J. B. Marion, Revs. Mod. Phys. 33 (1961) 139 J. B. Marion, Proc. 2nd. Int. Conf. on nuclidic masses, Vienna, 1963 (Springer-Verlag, Vienna, 1964) C. Maples, G. W. Goth et J. Cerny, UCRL-16964 (1966) H. E. Gore, darts Nuclear reactions, Tome I, 6d. par P. M. Endt et M. Demeur (North-Holland PuN. Co., Amsterdam, 1959) D. W. Palmer et al., Phys. Rev. 130 (1963) 1153 W. T. Sharp, J. M. Kennedy, B. J. Sears et M. G. Hoyle, AECL-97, CRT-556 T. Lauritsen et F. Ajzenberg-Selove, Nuclear Physics 88 (1966) 12 P. J. M. Smulders, Physica 30 (1964) 1197 A. J. Ferguson et A. R. Rutledge, CRP-615 P. J. M. Smulders et P. M. Endt, Physica 28 (1962) 1093 M. E. Rose, Phys. Rev. 91 (1953) 611 S. L. Andersen, O. Dorum, E. Gautvik et T. Holtebekk, Nuclear Physics 22 (1961) 245 E. Spring, P. Holmberg et H. Jungner, Commen. Phys. Math. 31 (1965) 1 J. Cohen-Ganouna, M. Lambert et J. Schmouker, Nuclear Physics 40 (1963) 67 D. H. Wilkinson, dans Nuclear spectroscopy, Part B, 6d. par F. Ajzenberg-Selove (Academic Press, New York, 1960) C. van der Leun, Proc. Lawrence, Kansas Syrup. on the structure of low-medium mass nuclei (1964) S. L. Andersen, Phys. Norveg. 1 (1965) 247 P. J. Riley, G. A. Lock, J. A. Rawlins et Y. M. Shin, Nuclear Physics A96 (1967) 641