Sur le rayonnement gamma de l'actinium K

Physica 30 2143-2146

Ythier, C. Mazzone, G. Louwrier, P. W. F. 1964

SUR LE RAYONNEMENT par C. YTHIER, Instituut

GAMMA

G. MAZZONE

voor Kernphysisch Institut

d’Etudes

DE L'ACTINIUM K")

et P. W. F. LOUWRIER

Onderzoek, et Scientifiques,

Amsterdam,

Nederland

Nice, France

synopsis L’etude du rayonnement gamma du francium 223 a l’aide d’un spectrometre a scintillation, apres separation chimique, r&Ale un spectre t&s complexe s’etendant jusqu’a 78 1 keV. L’Cnergie et l’intensite relative de 11 rayons gamma ont Cte determinces. Ces resultats montrent qu’il n’existe pas de ‘niveaux de 215 keV et 3 10 keV dans le radium 223.

1. Introduction. L’etude du rayonnement gamma de l’actinium K (22sFr) est rendue difficile par sa courte periode : T+ = 21 minutes 1) 2) et par la necessite de I’isoler chimiquement de l’actinium 227 (T, = 21,6 ans), de l’actinium X (ssaRa, T;+ = 11,68 jours), .ainsi que de tous les derives du radium 223 3). Quatre gammas seulement ont CtC signal& par Hyde en 19544). Leurs energies seraient de 49,8 keV, 80 keV, 215 keV et 310 keV et leurs intensites relatives respectives, pour 100 /I : 40 f 10, 24 & 6, 3 A 4 et M 0,8. Ces resultats conduisent & un schema de d&integration oh figureraient des niveaux de 215 keV et de 310 keV, niveaux qui ne semblent pas aliment& dans la d&integration tres complexe du thorium 227 6). 2. Me’thode de meswe et jwt$aration des sowces. L’etude du rayonnement gamma de l’actinium K a l’aide d’un spectrometre a scintillation R.I.D.L. a 100 canaux, equip6 d’un cristal d’iodure de sodium de dimensions 6,2 cm (@a) x 6,2 cm, month sur un photomultiplicateur DuMont 6292, nous a permis d’observer que ce rayonnement, de faible intensite, est en realite plus complexe. Les sources d’actinium K ont ete preparees selon le procede suivant : a) Dissoudre sur le filtre, par HCl, le precipite d’actinium, residu de separations anterieures par le meme procede. Porter Q l’ebullition. b) Ajouter 70 mg de CsCl et de la soude pour amener a pH 9. Ajouter 30 mg

*) Communication Belge de Physique,

au Colloque de Physique Orsay, 2-4 Mai 1963.

-

NucGaire,

2143 -

So&t6

Franpaise

de Physique,

SocGtC

2144

C. YTHIER, G. MAZZONE ET P. W. F. LOUWRIER

de NasCOs, 40 mg de KsCrOa, laisser refroidir filtrer sur verre fritte.

10 minutes sur bain de glace,

c) Ajouter au filtrat 30 mg de NasCOs, 50 mg de Ba(NO&, 10 mg de KsCr04 et 10 mg de La(NOs)s; laisser 3 & 4 minutes sur bain de glace et filtrer sur verre fritte. d) Ajouter

au filtrat

12 ml d’alcool

ethylique,

3 ml de HC104 a 70%,

laisser 3 minutes sur bain de glace, filtrer sur membrane et laver le precipite avec 3 ml de CsHsOH glace. L’examen du spectre de sources preparees selon ce procede apres decroissance complete de l’actinium K (figure 1) n’a permis d’observer que des traces d’autres activites que l’on peut attribuer & sa filiation. 3. Rhdtats et discussion. L’allure g&&-ale du spectre gamma de l’actinium K (figure 1) montre qu’il est constitue d’une part d’un intense rayonne’

234

Figure 1. Spectre gamma de l’actinium K, montrant la contribution du rayonnement de freinage (BS). Le trace est incertain (- -) dans la region allant de 400 B 600 keV, en raison de la faible intensite et de la contribution de la distribution de Compton (---) du pit de 781 keV.

ment de freinage, d’autre part de quelques pits qui, a l’exception de ceux de 50 et 80 keV, sont peu intenses. L’intensite de la distribution continue est assez clairement indiquee par la forme du spectre. Au dessus de 600 keV il n’y a qu’un pit, a 781 + 7 keV. La faible intensite de la source et la presence de la distribution de Compton du pit de 781 keV rend difficile l’analyse de la region de 400 a 600 keV. Si des gammas sont presents dans cette region, leur intensite est certainement inferieure a O,l% par rapport au gamma de 50 keV.

SUR LE RAYONNEMENT

Figure 2. Analyse

de la region

GAMMA

de base

DE L’ACTINIUM

Bnergie du spectre

gamma

2145

K

de l’actinium

K.

Dans la r&ion de 10 A 400 keV (figure 2) on observe des pits A 50 f 2 keV, 80f2keV,100f5keV,136f5keV,167+8keV,205f5keV,234~ f 3 keV, 289 f 10 keV, 3 18 f 10 keV et 355 & 12 keV. L’analyse indique la prCsence d’un pit (douteux) & 191 -+ 15 keV. Un pit assez intense B 15 f 3 keV est dQ au rayonnement X (223Ra) accompagnant la d&int&ration de l’actinium K. Un autre pit, A 30 & 3 keV, peut &re interpr&C comme rCsultant de l’excitation du rayonnement X du cCsium contenu dans la source par le rayonnement /?- de l’actinium K; ce pit de 30 keV est TABLEAU

I

Rayonnement gamma de l’actinium I<(223Fr) Hyde -___. Energie (keV) 15 49,a 80

215

310

Walter et Cache (1960)

(1954) Intersite pour 100 p 405 10 24 + 6

3-4

M 0,a

pr6sent travail

Energie (keV)

Energie (keV)

Intensite relative

15 5 3 51 * 4 80 + 4

15 & 3 50 * 2 80 & 2

... 100 32,a + 3

210 & 10

310 f

10

5 5 8 15 5

3,O * 3 1,O f 0,l 096 + 0,l douteux 2,l i 0,2

234 & 3 289 & 10

8,9 & 0.8 1,4 + 0,2

318 * 10 355 * 12 781 & 7

1,9 f 0,3 033 * 0,l 1,9 & 0,2

100 rt 136 & 167 * 191 * 205 &

2146

SUR

absent ayant

LE RAYONNEMENT

des spectres

gamma

GAMMA

de 2ssFr

utilise une source preparee

DE L’ACTINIUM

rapport&

K

par d’autres

selon un procede

different.

auteurs*)

7)

Le tableau

I

indique les intensites relatives des rayons gamma observes dans le present travail, et compare ces resultats a ceux de Hyde*) et de Walter et Coche7). En l’absence de mesures de coincidence, il n’est pas possible de proposer un schema de d&integration. Mais le fait que les rayons gamma de 215 keV et 3 10 keV rapport& par Hyde sont en realite complexes permet de rejeter le schema de d&integration de l’actinium K propose par S c h e e ‘5) 6). Plusieurs niveaux du radium 223 doivent etre form& a la fois dans la tc de 227Th s), comme le d&integration ,t?- de 2saFr et dans la d&integration suggere la ressemblance des energies gamma observees dans les deux d&integrations. La presence d’un gamma de 781 keV est compatible avec l’energie de d&integration b- foumie par la consideration de cycles fermes, 1,152 f 0,O 10 MeV (a l’energie j3- de 1,15 & 0,05 MeV mesuree par Hyde 4) correspond log ft = 6,0, si c’est un seul groupe.). 4. Remerciements. Les auteurs expriment leur gratitude au Prof. Dr. A. H. W. Aten Jr. pour l’interet qu’il a bien voulu porter a ce travail et les moyens qu’il a mis a leur disposition. Un des auteurs (G.M.), Boursier de l’organisation Europeenne de 1’Energie Atomique, exprime ses remerciements & la Commission de I’Euratom. Ces experiences, executees dans le cadre du programme de la Fondation pour la Recherche Fondamentale de la Mat&e (F.O.M.), ont beneficie de l’appui de I’Organisation Neerlandaise pour la Recherche Scientifique Pure (Z.W.O.). Recu le 27-7-64

RaFfiRENCES

1)

Percy,

4

Paris, 1946. Strominger,

3)

Hyde, Academy

4) 5)

M., Comptes

Rendus

D., Hollander,

E. K., “The of Sciences,

$08 (1939) 97; J. Phys. J. M. et Seaborg,

Radiochemistry Washington,

of Francium”,

Rad. 10 (1939) 435; Thkses, Universitk

de

G. T., Rev. mod. Phys. 30 (1958) 585. Nuclear Sciences Series No. 3003, National

1960.

Hyde, E. K., Phys. Rev. 84 (1954) 1221. Landolt-BGmstein Tabellen, New Series I, Hellwege, A = 5 to A = 257”, Springer 1961, p. 3-32.

6) idem, p. 3-34. G. et Cache, A., Communication 7) Walter, J. Phys. Radium 21 (1960) 477.

Ii. H., ed., “Energy

au Congrks de Physique

Nuclkaire,

Levels

of Nuclei:

Grenoble,

1960;