COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE | / ,v - IPEN

a CEA.R-4676

| COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE | / , v ,,-

A 30

EVALUATION DES SECTIONS EFFICACES

DES REACTIONS ][: jNb(n,2n)| 2 M

N b

ET ??Nb(n,2 i)f?|\|b DU SEUIL A 20 MeV 41 41

par

Claude PHIUS, Philipp n. YJUNG

Centre d'Etudes de Bruyères-le-Châtel

Rapport CEA-R-4676

PLAN DE CLASSIFICATION DES RAPPORTS ET BIBLIOGRAPHIES CEA

(Classificaïion du système international de documentation nucléaire SIDON/INIS)

A II

A 12

A 13

A 14

A 15

A 16

A 17

A 20

B 13 B 14 8 15 B 16 B 21 B 22 B 23 B 24 B 25

Physique théorique Physique atomique et moléculaire Physique de l'état condemc" Physique des plasmas et réactions thermonucléàres Astrophysique, cosmologie et rayonnements cosmiques Conversion directe d'énergie Physique des basses températures Physique des hautes énergies Physique neutronique et physique nucléaire

Analyse chimique et isotopique Chimie minérale, chimie organique et physico-chimie Radiochimie tt chimie nucléaire Chimie sous rayonnement Corrosion Traitement du combustible Métaux et alliages (production et fabrication) Métaux et alliages (structure et propriétés physiques) Céramiques el cermets Matières plastique; et autres matériaux E.Tets des rayonnements sur les propriétés physiques des matériaux

B 30 Sciences de la terre

C 10 C 20

Action de l'irradiation externe en biologie Action des radioisotopes et leur cinétique

C 30 Utilisation des traceurs dans les sciences de la vie C 40 Sciences de [a vie : autres études C 50 Radioproteciion et environnement

Isotopes et sources de rayonnements Applications des isotopes et des rayonnements

Thermody nanti que et mécanique des fluides Cryogénie Installations j/îîolcs et laboratoires Explosions nucléaires Installations pour manipulation de matériaux radioactifs Accélérateurs Essais des matériaux Réacteurs nucléaires (en général) Réacteurs nucléaires (types) Instrumentation Effluents et déchets radioactifs

Economie Législation nucléaire Documentation nucléaire Sauvegarde et contrôle Méthodes mathématiques et codes de calcul Divers

D 10 D 20

E 11

E 12

E 13 E H E 15

E 16

E 17 E 20

E 30 E 40

E 50

F 10

F 20

F 30

F 40 F 50

F 60

Rapport CEA-R-4676

Cote-matière de ce rapport : A.30

DESCRIFTION-MATIERE (mots clefs extraits du thesaurus SIDON/INIS)

en français

REACTIONS PAR NEUTRONS SECTIONS EFFICACES DOMAINE 10-100 MeV BIBLIOGRAPHIES TABLES DE CONSTANTES METHODES DE MESURE CORRECTIONS NIOBIUM 092 NEUTRONS CIBLE NIOBIUM 093

en anglais

NEUTRON REACTIONS CROSS SECTIONS McV RANGE 10-100 BIBLIOGRAPHIES TABLES MEASURING METHODS CORRECTIONS NIOBIUM 92 NEUTRONS NIOBIUM 93 TARGET

• Rapport CEA-R-4676 •

Centre d'Etudes de Bruyèrcs-lc-Châtel

Service de Physique Nucléaire

EVALUATION DES SECTIONS EFFICACES DES REACTIONS ? 3 Nb(n,2n)? 2 M Nb 41 41

ET 9 3 N b ( n , 2 n ) 9 2 N b DU SEUIL A 20 MeV 41 41

Claude PHILIS, Philipp G. YOUNG*

'Détaché du Laboratoire Scientifique de Los Alamos, LOS ALAMOS, N.M., USA

- Juillet 1975 -

CEA-R-it.76 - F.-HLJ5 Claude •t Y,"V-;C r h i i i r r fi«

TACTION EVALUATION" DES SECTIONS EFFlCACr!-: *JKl>(n,-2n)JJKb EU SEUIL A 20 'tcV

Som-.aire.- Une evaluation prClinirajre i!cr. sections effi.viccr. dcr; reactions !?Nb(:i,2n) ;* Nb et îj'ï;b(n, 2r.) I jNb a L-I£ fa\te ^u r.cuil it 20 McV uniçuesent 3 partir des ri-sttltatn c.-^rir^tnu::. '."sus s-on s abouti aux donnCcs recanrandGcs aprts analyse, si-lection, ct r.oroHi'ri-tien des résultats il un unsenble cehCrcr.t de donr-Ces de rôfôrcr.ce. Les données eValuCes sont discutées et conparCcs aux valeurs théoriques. Les erreurs adoptées enveloppent la uasi-totalitC der. pnjnta e::pCri-_.. centaux retenus.

Co=3i5Surîat 3 l'Energie Atomique - France

CEA-R-4676 - PHIL15 Claude and-YOUNR Fhilif? G.

:0>J OF TH£ KUCLEWl CROSS SECTIONS FOH THE REACTION'S ?,'Nb(n,;n) iND ;jKb(n,2r.)iiNb FROM THF.sSHOLS 70 20 MeV

Sumary.- A prelïninary evaluation of the nuclear cross section for tne reactions JjN'btn.Zn)** HSb and J*Nb(n,2n)Jft.b has been completed fron threshold to 2DMeV. The evaluation is based entirely on expe­rimental results. The rcccrncnded values were detcrnincd after analy­sis, sele--ion,and normalization of the heasurencnts to a consisten" set oî standards. The evaluated data arc discussed end cnnparoA with theoretical values and estimates of the uncertainty in the adopted data are provided.

Ctinaissariat a l'Energie Atcnïqu?

I - INTRODUCTION .

II - DONNEES GENERALES SUR LA REACTION ETUDIEE - REACTIONS EN COMPETITION

III - METHODES DE MESURES ET DONNEES DE REFERENCE UTILISEES .

IV - RESUMES DES PUBLICATIONS, NORMALISATIONS ET RESULTATS . Fiche »' 1 TEUES H.A. et al. Fiche n° 2 PP£STUOOD R.J. C al. Fiche n° 3 CLAGOLEV V.L. et al. Fiche a" 4 URAMLITT E.T. et ni. Fiche n" 5 RIEDER R. et al. Fiche n° 6 VALUS D.G. Fiche n° 7 1IUSAIN !.. et al. Fiche n° 8 PAULSEN A. et al. Fiche n." 9 BORMANN M. et al. Fiche n'IO LU WEN-DEH et al. Fiche n°ll NETHAUAY D.R. Fiche n°12 MATHER D.S. ec ai. Fiche n"13 FREHAUT J. et al. Fiche n°14 HERMSDORF D. et al.

V - PUBLICATIONS NON RETENUES .

71 - VALEURS ISSUES DE CALCUL OU D'EVALUATION .

VII - DISCUSSION, DONNEES RECOMMANDEES .

VIII - BILAN DES REACTIONS NEUTRONIQUES SUR LE Nb AUX ENVIRONS DE 14 MeV .

IX - CONCLUSION .

X - REFERENCES .

XI - LEGENDE DES FIGURES .

- 3 -

I - INTRODUCTION

I. év.iluat ion des sect ions effiraccs des react ions :

93,.,, „ ,92 M, 93,.,., n ,92,., ,,Nb(n,2n),, Nb et , Nb (n,2n) , , Nb 4 1 k\ U\ U1

a été .';p.t reprise pour répondre a des besoins d'analyse par act i vat ior.

(1ère react ion) ainsi qu'aux trois demandes de IN'DC (NDS) 5 7 /U *• F ' 2c-rr.e

réaction) I 1 1 -

Les résultats expérimentaux sont assez nombreux et ;! i spersés pojr

la première réaction] 2 et peu nombreux pour la deuxième .

Cet te évaluât ion a nécess: té la compî la t ion d' une t rer.ta î ne d'arti­

cles repré;-jntant, sauf omis s ion, les documents connus au 30.7. 1974 dont d ix-

neuf ont été analysés en détail . Cinq publluat ions n'on : pas été retenues,

deux définitivement et trois temporairement (attente de réponses â des deman­

des d'informat ions complémentaires) . Les résultats retenus ont été ensuite

reT.orma Lises. En effet les résultats expérimentaux sont souvent drnnés par

rapport à d1 au très valeurs de sections efficaces et autres par.irai; ;res (pér io­

de s, intensités ...) utilisés corme données de références aais dent I es

valeurs peuvent être différentes d'un auteur à l'autre • Il est donc indis­

pensable de ramener tous ces résultats à une même série de données de réfé­

rences qui sont choisies parmi les meil leures évaluations et qui const i tuent

le standard "évaluateur" que nous avons adopté .

Les données recommandées sont l'aboutissement de l'étude résumée

dans les paragraphes suivants :

- Données générales sur la réaction étudiée . Réactions en compétit ion .

- Méthodes de mesures et standards utilisés .

- Résumés des publications retenues, normalisations ëX. résultats ,

- Publications dont les résultats n'ont pas été retenus .

^ 93 92 M,

Dans ce rapport, nous avons défini la réaction . Nb(n,2u) Nb comme étant

celle qui, directement ou par l'intermédiaire de niveaux excités d'énergies

supérieures, avec émission de rayonnements Y, aboutit à L'isomère de période 93 92

10,15 jours, et la réaction , Nb(n,2n), Nb comme étant celle qui directement

ou par l'intermédiaire de niveaux excités (y compris le niveau isomérique de

qui inclut la première, pourrait être définie comme La réaction n,2n totale

II - DONNEES GENERALES Sl'R LA REACTION ETUDIEE - REACTIONS EN COMPETITION

- Valeurs de Q extraites de h I.

q = - 8,826 i 0,00? McV

soit une énergie de seuil pour les neutrons incidencs de 8,921 ± 0,007 MeV

- Pour la réaction ^Nb(n,2n)^ V H ] , [ 4*] :

Q = - 8,962 MeV

soit une énergie de seuil pour les neutrons incidents de 9,059 MeV .

- Principales réactions en compétition et ordre de grandeur de leur

section efficace ,

Les valeurs ci-dessous ont été extraites del 5 i pour une énergie

de 14 MeV (sauf pour la réaction (n,3n) dont la valeur est donnée pour

19 MeV) :

"ïïb(n,p)?j?Zr C = 40 mb Q = 0,719 MeV

a = 9,2 nb Q = 4,914 MeV

93 94 ,,Nb(n,Y),,Nb a = 0,80 mb •* 1 41

^Nb(n tn')^Nb a = 416 mb Q = - 0,029 41 Al

?"?N"b(n,3n)^Nb a = 150 mb Q » - 16,718 MeV '41

(à 19 MeV)

- Section efficace de la réaction . Nb(n,2n). "Nb pour un spectre

de réac t eurs à neut rons rapides .

La valeur extraite deT 6j est :

0 = 0,43 ± 0,03 b .

Cette méthode, qui ne dépend pas de l'état dans le^jel le noyau

résiduel est laissé, conduit à la section officace(n,2n)totale .

- les mesures par activation .

Les mesures par activation sont possibles lorsque le noyau formé

par la réaction est radioactif et a une période suffisamment longue pour

être mesurée en différé . C'est le cas de ,, wb , Les mesures de flu-t se

font soit au moyen de la technique de la particule associëe'Hraesures abso­

lues), soit à l'aide d'une réaction du type (r.p), (n,a) ..- dont la section

efficace est connue et qui conduit elle aussi 3 un noyau radioactif dont on

mesure l'activité . Dans ce cas, on place successivement l'échantillon, dont

on cherche la section efficace (n,2n) et l'élément de référence dont on con­

naît la section efficace, dans un flux intense de neutrons d'énergie donnfe .

Les mesures d'activités sont effectuéns au moyen de spectrometres étalonnés

£ et le plus souvent y détectant les rayonnements émis soit par les noyaux

issus de la réaction, soit par leur fils . La connaissance des intensités

des rayonnements mesurés issus de l'irradiation de l'élément de reference

permet de rpjnonter au flux, et ensuite connaissant les intensités des rayon­

nements du radio-isotope formé dans l'échantillon on peut remonter à la

section efficace (n,2n) .

On voit que pour cette méthode, la section effic.'-ce/n,2n)obtenue

est celle qui conduit â l'état instable du noyau résiduel dont on mesure

l'activité .

- Données de référence utilisées ,

- Mesures directes du nombre de neutrons émis au cours de la réaction . 9'7i 92

Les mesures de la section efficace de la réaction ,',Nb(n,2n), .Nb

ont été faites relativement à la section efficace de fission de

- ?u| 7,3?J. Dne est de plus récentes évaluations de cette dernière

est celle de M.G. S O W E R B Y F S | que nous avons retenue et dont nous avons

reporté les valeurs planche 1 .

Aucune normalisation sur le nombre moyen de neutrons prompts de — 252 H ~l

fission spontanée (V") du CfI 9 I (qui sert à déterminer l'effica­

cité du gros scintillateur liquide) r/a été faite . En effet, les mesu­

res directes ont été faites relativement a la section efficace de fis-•>38 s ion ue U .

* 4 4 ^ He dans l e cas de l a r é a c t i o n T ( d , n ) He . -

- Mesures directes des spectres d'émission des neutrons

*92„ La mesure de la section efficace de la réaction ; ,.-D(n,2n) '"Nb a

59- , 58 "' été faite relativement 3 la section efficace de _ 7Co(n,£n) Co . Sous

avons pris pour cette sect -n effici.ee 1 'évaluation de la rt'-f "•: ence

jlOj en interpolant linéairement fifi- 16 et 17 MeV, ce qui donne :

0 - 0,772 ban. 16,8 MeV

Mesures par activation .

Comme indiqué plus haut, ces mesures sont faites par des moyens

spectroacopiques 0 ou Y sur les rayonnements de basses énergies émis

au cours de la désintégration des noyaux radioactifs fonsép, ÎL S U S de

lr réaction (n,2n) . Il C3t donc essentiel de bien définir les inten­

sités des rayonnements mesurés .

92 M 92 Le uclicma ae v l c s i n t e g r a t i o n de y i Nb ^ t , ,Uh ea t r e l a t i v e m e n t 41 "" - M "

bien connu . Les consl "nres nucléaires qui lui sont associées et que

nous avons retenues sont celles del 4 I . Elles sont résumées :i-des-

sous

T . / 2 10,15 jours

c 2,53

1496 keV

1382 keV

9.'<4 kaV

1 2

T i

h v « '

92

10,15 jours 136 keV

Zr (stable)

92 NOTE :Les spins 2 et 7 du , Nb ne sont pas établis définitivement . Le

92 niveau excité à 1382 keV ie ,?2r n intervient pas au cours de la

92 désintégration de , ,Nb .

4 1

Raie y Raie 7 2 Raie Y 3

Energie (MeV) 1,847 0,913 0,934

Intensité pour cent désin­

tégrations du ncyau

, . Nb (, 10, li jours) 4 1

1

0,8b 1,68 99,15

Lts mesures des flux de neutrons ont été faites au moyen de trois

sections efficaces de réactions .

Al(n,a) Na . Cette réaction est la plus fréquemment utilisée .

Le "T.Na produit a une période de 1J,0 h(il est donc rapidement IL

formé) et a un fils jVMg dont les niveaux excites émettent deux rayon­nements y facilement mesurables de 1,368 MeV et 2,754 MeV . Les mesures

sont effectuées soit au moyen d'un spectromètre Y d'efficacité connue, 24 soit par comparaison avec une source étalon de .. Na .

L'évaluation que nous avons retenue pour la section efficace de

cette réaction est celle de P.G. YOUNG M U qui a été utilisée pour

ENDF/B.III et dont les valeurs ont été reportées planche 2 .

56_ . -.56,, ,.Fe<n,p)„Mn .

Le Jti produit a une période de 2,6 h (il est donc très rapide­ment formé) et a un fils ^,Fe dont les niveaux excités émettent de nom-

Zo

breux rayonnements ï, en particulier un rayonnement intense de 847 keV .

Les mesuies sont effectuées nu moyen d'un 'ipectromètre Y étalonné .

Nous avons, pour cette réaction, retenu l'évaluation de KANDA [ 12 j

dont nous avons reporté la courbe planc'ie 3 . Si situions que KANDA aonne - 27 24

dans la même publication une évaluation de Al(n,a) Na qui est très

voisine de celle de YOUNG (écart maximum U7.) dans la gansât d'énergie qui

nous intéresse .

^Cu(n,2n)^Cu .

Le Cu formé a une période de 9,8 min. La réaction permet de

mesurer dcB flux relativement plus faibles . Pour cette section efficace,

nous avons pris la valeur donnée dans! 10 bis I .

IV - RESUMES DES PUBLICATIONS RETENUES, NORMALISATIONS ET RESULTATS .

- A partir de chaque publication retenue, nous avons constitué

une fiche résumant les informations principales extraites et les calculs

des normalisations effectuées .

- Les références supplémentaires indiquées sur certaines fiches

sont d'autres publications du même auteur qui ont aidé à la description

de l'expérience .

- Les quantités mesurées indiquées n'intéressent que les sections

efficaces j?Jm>(n,2n)^ \ b et "nb(n p2n)^Nb .

- Pour les auteurs n'ayant pas indiqué la valeur de la période

utilisée pour Nb, nous avons admis implicitement qu'ils avaient pris

la période que nous avons retenue (10,15 jours) .

- Aucune des normalisations n'a conduit à une majoration des

erreurs données par les auteurs .

- Les auteurs ne donnant pas en général les périodes ni les inten­

sités des rayonnements Y de leurs standards utilisés pour les mesures de

flux, aucuno normalisation n'a été faite sur ces constantes ,

- 10 -

- FICHE N° I - [|3J

AUTEURS : TLWES H.A., CARETTO A *., MILLER A.E., NETHAWAY D.R.

REFERENCE : UCRL 6028 T (I960) ; Référence supplémentaire [H] .

LABORATOIRE : Laurence Livermore Laboratory (U.S.A) .

93 92 M QUANTITES MESUREES : Section efficace ,,Nb(n,2n),. Nb pour 12 énergies de

41 41 9,35 à 15,1 MeV .

METHODE DE MESURE : Activation .

PRECISION : Sur l'énergie : ± 200 keV ; sur o i 20% .

STANDARD : H (n,n) H .

PRODUCTION DES NEUTRONS : Cyclotron, réaction DD .

ECHANTILLONS : Pas d'information .

MESURE DE FLUX : Télescope à protons de recul .

MONTAGE EXPERIMENTAL : Pas d'information .

CORRECTIONS : Influence des neutrons de cassure du deuteron .

COMMENTAIRES DE L'EVALUATEUR : Nous n'avons pas d'information sur le schéma

de désintégration utilisé par TEWES . Cependant, nous avons retenu ces

résultats car ils ont constitué les seuls résultats expérimentaux pour

E < 14 MeV ayant servi au tracé de la courbe BNL 325, qui a été utilisée

pendant de nombreuses années .

NORMALISATION - RESULTATS : Ayant peu de renseignements sur ces expériences, 93 92 '£

nous avons considéré ces valeurs de o (,.Nb(n,2n),. Nb) comme relatives .

Nous les avons recalées en absolu par l'intermédiaire de la section 27 24

,3Al(n,a) Na qui a été mesurée dans la même expérience, et de notre stan­

dard (Planche 2) .

- 12 -

- FICHE N° 2 - (j5j

AUTEURS : PRESTKOOD R.J. et BAYHURST B,P.

REFERENCE : Physical Review _12J_ 5 1438 (1961) .

LABORATOIRE : LOS ALAMOS (U.S.A.) .

93 92 M QUANTITES MESUREES : Valeurs relatives do la section efficace Nb(n,2n) flb

pour 10 énergies de 12,20, 19,76 MeV .

METHODE DE MESURE : Activation .

PRECISION : Sur l'énergie de ± 0,J â ± 0,43 MeV ; sur a : de • S à ± \07. . 97 ^4 238

STANDARDS : ~'A1 (n.aK *Na et J U(n,f) .

A PRODUCTION DES NEUTRONS : Cockcroft-Waiton et réaction T(d,n) He sur cible

Zr-T pour les énergies de 13,34 à 14,95 MeV, Van de Graaff et réaction 4

T(d,n) He sur cible gazeuse pour les énergies à 12,2 ; 16,5 ; 18,0 ; ]9,8 MeV.

ECHANTILLONS : Feuilles métalliques de diamètre 9,53 mn «

MESURE DE FLUX : Pour les mesures sur le Cockcroft-Walton, un moniteur d'Al

erriê*-? CIIP^VP ?chantiï1c" rcli? 3 un moniteur d'Al rcll' .2 M fluîï par 1G

cocptage des particules a associées à la réaction T{d,n) He . Pour les mesu­

res sur le Van de Graaff, mesure indépendante du flux par chambre à fission

à U avec vérification des fissions par analyse radiochimique d'un disque

MESURE DE L'ACTIVITE : Spectrorné trie Y relative» efficacité inconnue .

CORRECTIONS : Pour les mesures sur le Cockcroft, le flux était corrigé" par

la fonction d'excitation de ,„Al(n,a). Ha , Pour les mesures sur le Van de

Graaff, corrections pour les fragments de fission perdus et pour l'atté­

nuation du flux dans les échantillons .

- 14 -

E n

± AF. n

Rc °4 4 û V°4 (MeV) (MeV) (mb) (%)

12,20 0,16 15,62 422 5

i 13,40 0,20 17,99 486 5

13,69 o.;o 18,01 487 5

14,01 0,10 18,43 498 5

14,31 0,13 18,32 495 5

14,50 0,20 18,46 499 5

14,68 0,26 18,20 492 5

16,5 0,30 15,82 428 10

17,95 0,32 13,91 376 10

19,76 0,43 12,06 326 10

R : valeurs relatives données par PRESTW00D .

o, : valeurs adoptées après ajustement de l'ensemble

des valeurs de PRESTW0OD sur l1ensemble des

valeurs expérimentales des autres auteurs .

- i6 -

NORMALISATION - RESULTATS : Nous avons normalisé la valeur de la section 93 92 M. * ,,Nb{n,2n), Kb donné par GLAG01.EV par 1 intermédiaire de la valeur d<* la

63 62 section ^r

fJu(n,2n)?gCu qu'il jtilise et d'une valeur obtenue par interpola­tion linéaire a partir de nctre standard . Nous avons également normalisé

92 M Les périodes de Nb ainfi que les intensités des lignes gomma ,

E n

(MeV)

AE n

(MeV! (mb)

°2 (nb)

°3 (nb)

R 1 R2

(nb)

±43,la.

m

\\,7 ± 0,25 620 573 560 0,983 1 ,015 516 10.7

( = 0,"91/1,008) .

2 : Valeur de la section efficace ?qCu(nf2n)nqCu ut i l isés par GLAGOLEV

? : Valeui de la section efficace -gCu(n,2n)«gCu standard (ext ra i te

de [ i f ] ) .

- : Valeur de la section efficace ^]Nb(n,2n),. ^ b donnéepar GLAGOLEV

93 92 M 3, : Valeur ie la section efficace .Kb(n,2n),, ltt> adoptée, avec

°4 = °3 • "ST ' Rl ' R2

En fait, il apparaît les valeurs 530 et 560 tab dans cette publication .

Nous avons retenu la dernière valeur qui est celle qui a êtë transmise

au Centre de Compilation des Données Neutroniquesl 2^ .

- 18 -

COMMENTAIRES DE L'EVALUATEUR : L'intensité de la raie Y de 930 keV utilisée

par l'auteur n'étant pas clairement donnée, nous avons adopté 100% (valeur

supposée à partir des Nuclear Data Sheets de 1960) ce qui ?s-" très proche do

notre intensité standard (100,83%) pour la somme de l'intensité dsa deux

raies Y que l'auteur n'a pu séparer avec son spectromètre iNa(Tl) » Comme

l'erreur donnée est relativement importance,, nous n'avons pas normalisé les

intensités ,

Le schéma utilisé par BRAMLIÏT est considéré actuellement oonme

inexact, puisque c'est l'état isomérique de 10,15 jours qui érant les radia­

tions mesurables et non l'état fondamental . Cependant lea résultats obtenue

restent valables .

NORMALISATION - RESULTATS : Nous avons normalisé la valeur de la section 93 93 M.

efficace de la réaction ;,Kb(n,2n),, lib donnée par BPVILITT par 1 înter-UX2-> A 124

nédiaire de la valeur de .AAlfn.a) ijNa qu'il utilise et de notre standard

Nous avons normalisé également sur les périodes :

E n

(MeV)

±A E n

(MeV) (ci)

°2 (r.b)

°3 •

(mb)

R °4 (Kb)

« V°4

H,7 0,2 114 116 499 1,015 515 18

Période , , ^ b standard/Période utilisée par BRAMLITT

41 ( 1 0 , 1 5 / 1 0 , 0 ) .

27 24 Valeur de l a s e c t i o n . 3 A l ( n , a ) , ]Na u t i l i s é e pa r BRAMLITT .

Valeur de l a s e c t i o n . j A l ( n > a ) | | K a t i r é e de n o t r e s t a n d a r d j j f j

(Planche 2) .

0 : Valeur de l a s e c t i o n ^ N M n ^ n ) ^ \\> donnée pa r BRSMLUÏ

o, : Valeur de l a s e c t i o n f , N b ( n , 2 n ) , , %b a d o p t é e , avec : 4 4 1 4 1

°4 ° °3 ' « W * R •

COMMENTAIRE DE L'EVALUATEUR : LeE intensités des lignes y utilisées pnr R7EDER n'étant pas données, nous avons admis qu'il ne pouvai - avec son spec-tro-aëtre Y séparer les lignes à 930 et 912 keV ni qu'il avr.it utilisé l'in­tensité de iOO'î donnée pour une ligne à 934 keV dans les Nuclear Data Sheets

de 1960 . Comme pour notre standard I ,_,, , „, + I ..,„ , ,,, Q 100,83Z nous y Y(934 keV) yWVl keV) * n'avons pas normalisé les intensités .

NORMALISATION - RESULTATS : Nous avons normalisé les valeurs de la section 93 92 M. efficace de la réaction ,,Nb(n,2n),, TJb données par HIEDER oar l'intormé-41 4 1 2 7 2 U

diaire des valeurs de la section Al(n,a) Na qu il utilise, et de cel­les que nous avons prises corraie standard .

E n ± A E n °1 °2 °3 °4 * A o 4/a 4

(HeV) (MeV) (ml.) (mb) (mb) (mb) <Z) 14,05 0,050 127 123,6 470 4S7 5

14,70 0,100 117 116 464 460 5

27 24 a : Valeurs ponctuelles àe la section efficace Al(n»a) Na

ur'lisées par RIEDER . 27 24 o : Valeurs de la section efficace Al(n,a) Na extraites de notre

standard . Q Q (PI? «che 2) .

o : Valeurs de la section Nb(n,2n) données par RIEDER 3 41 41 ^

93 92 H. o, : Valeurs de la section ,,Nb(n,2n),. flb adoptées, avec 4 41 41

" t - V ' W •

ERREURS : Comoensation de l'erreur faite sur l'étalonnage du spectrometrc

Y et de celle due au fait que l'interpolation, du flux entre cible et échan­

tillon est exponentielle et non linéaire, d'où une erreur résiduelle sur la

mesure de flux de ± 2% . La section standard est introduite sans erreur .

NORMALISATION - RESULTATS : Nous avons normalisé la valeur de VALLIS par

l'intermédiaire de la valeur de la section .-Al(n,cO ..Na qu'il utilise et

de notre standard . Une deuxième normalisation a été faîte pour tenir compte

des périodes différentes pour NO . Pour la normalisation des intensités

des ligne? Y. nous avons admis que VALLIS n'avait pu séparer les raies 3

913 keV et à 934 keV et avait donc pris la sonme des deux .

E

(MeV)

± AE n

(MeV)

°1

(mb)

°2

<mb)

°3

(mb)

R| R2 °4

(mb) m 14,7 0,150 120 116 502 0,972 0,997 '«70 5

Rj : Ir.rsnsité des deux raies à 9 U et â 934 keV utilisée par VALLIS/

iatensité standard ( = 0,980/1,0083) .

92 41

R,, : Période standa.-d de J,~ Nb/Période utilisée par VALLIS

(= 10,15/10,18) .

o, : Valeur de- la section _Al(n,a) *Na utilisée par VALLIS .

a : Valeur de la section Al(n,ct) Na tirée de notre standardMn

(Planche 2) .

a : Valeur de la section 'm>(n,2nK| \ b donnée par VALUS .

0 : Valeur de la section Nb(p,2n), Nb adoptée avec :

°4 " S3 • ( W • R2 • Rl •

- 23 -

- FICHE N° 7 - [25]

AUTEURS : HUSAIN L. , BARI A., KURODA P.K.

REFERENCE . Ihysical Revieu C J. 1233 (i97Q) .

LABORATOIRE : University of Arkansas (USA) .

QUANTITE MESUREE : Section efficace de la réaction ??Nb(n,2n)^ "nb à

41 41 14,8 M, .

PRECISION : Sur l'énergie : i 0,2 MeV, sur 0 : t 6% .

METHODE : Activation .

STANDARDS : FeCn.pJ^Mn, 0 • 105 ! 2 rob a 14,8 MeV,

92 M 92 M T / 2 < "Ml) - 10,2 jours, I ( 9 3 4 k y ) " 0,99 (par désintégration du Vb).

4 PRODUCTION DES NEUTRONS : Reaction T(a,n) He sur cible Ti-T épaisse, accélé­rateur Cockcroft-Walton, E, = 400 keV, fLux neutronique de :

9 - 2 - 1 3 x 10 n. cm , s

MESURE DU FLUX : Mesure de l'activité du Mn produit par la réaction

2 6Fe(n,p) 2 5Mn .

ECHANTILLONS : Mélange de Niobium avec l'oxyde d'Al ou de Fe(scellé dans 2

mylar) ou Niobium pur,surface : 1 cm

MESURE DE L'ACTIVITE : Spectrometry Y avec Ge (Li) 4cm , épaisseur 7 mm,

calibxé expérimentalement; mesures faites au moins sur trois périodes .

MONTAGE EXPERIMENTAL : Echantillons vus de la source de neutrons sous un

angle de + 30" .

CORRECTIONS : Mn produit par réaction Fe(n,np) sans le fer naturel :

correction < 1% ,

ERREURS : Efficacité du apeccromètre Y •' ± 5iï , scJ-.éoa de désintégration

et flux de neutrons: ± 5% .

NORMALISATION - RESULTATS : Nous avons normalisé la valeur donnée par

HUSAIN par l'intermédiaire de la section -.Fefo.pKeMn qu'il a utilisée(com­

me standard primaire) pour mesurer le flux et de notre standard . Nous avons

normalisé également l'intensité du rayonnement y de 934 keV ainsi que la

période de ,

(KeV)

± i E n

OieV) fob) °2

Cmb)

°3 fob)

*. h °4 fob)

î û V°4 (7.)-

14,8 0,2 105 101 455 0,998 0,995 435 7

R : Intensité de la raie à 934 keV utilisé par HUSAIN/Ïntensité standard

C = 0,99/0,9915) .

R 2 : Période du V. \ b standard/Période utilisée par HUSAIN (10,15/10,2).

o. : Valeur de la section „,Fe(n»p)__Mn utilisée par HUSAIN .

a : Valeur de la section Fe(n,p) Mn tirée de notre standard |_12j .

(Planche 3) .

o., : Valeur de la section ;,Nb(n,2n),, ^ïb donnée par HUSAIN . 3 4 1 4 1

93 92 M. ot : Valeur adoptée pour la section NbCn^n),, ND avec :

MESURE DE FLUX :

1) Par spectromètre â protons de recul à 0° après mesure de la distribution

angulaire, ensuite mesure relative par BF 3 .

2) Mesure relative entre Kb et Co .

MESURE DE L'ACTIVITE :

1) Spectromètre Ce (Li) étalonné dans les mêmes conditions que celles de la

mesure (sources placées entre deux disqueB d'acier de 20 mm Je diamètre

et 2 sa ^'épaisseur) .

MONTAGE EXPERIMENTAL :

i) Echantillons placés autour de la cible émettant les neutrons ,

2) Base de temps de vol de 1,4 ci à 90° de la direction des neutrons inci­

dents, protection importante entre source des neutrons et détecteur .

ERREURS :

1) Pour l'énergie des neutrons, l'erreur indiquée tient compte de l'angle

solide et de l'épaisseur de la cible; pour (7, l'erreur indiquée repré­

sente l'incertitude totale .

2) Pas d'indication, mais on peut supposer qu'elle comprend l'erreur de

6% sur la section efficace du Co .

NORMALISATION - RESULTATS : La section Il(n,n) H étant bien connue depuis

plusieurs années (sans variations importantes), nous avons adopté les

valeurs implicites de PAULSEN . Pour la mesure par spectrométrie des

neutrons émis, nous avons normalisé la valeur qu'il utilise pour

__Co(n,2n) _Co à celle de notre standard .

Les résultats des mesures de la section efficace de la réaction 93 9 > M ,,Kb(n,2n)~ m> sont indiqués tableau 1» et ceux de la section efficace

TABLEAU 2 : Résultat de mesure par spectroicétrie des neutrons éniis .

E n

(HeV) (mb)

°2 (mb)

°3 (mb)

°4 (mb)

A <V04

16,8 780 772 1380 1366 13

: Valeur de la section efficace de la réaction ^Co(n,2n)?5co utilisée par PAULSEN . 27 i.t

a„ : Valeur de la section efficace de la réaction )co(n,2n) 7Co extraite de notre standard JjOj

Valeur de la section efficace de la réaction ??Nb(n,2n)??Nb donnée par PAULSEN . 41 41

: Valeur de la section efficace de la réaction 91 92 ;:Nb(n,2n):7Nb adoptée . 4i 41

MONTAGE EXPERIMENTAL : Les échantillons étaient placés a différents angles

autour de la source des neutrons, ce qui permettait de couvrir une gaarae

de 12,6 à 18,3 MeV .

COMMENTAIRES DE L'EVALUATEUR : Les valeurs numériques n'étant pas indiquées

par l'auteur, nous avons extrait celles-ci de f2j ; les erreurs sur les

énergies n'étant pas compatibles, entre £27] etTa] , (facteur 2), nous

avons retenu celles def 2 | qui nous semblent plus réalistes .

NORMALISATION - RESULTATS : La valeur de la section efficace 11(n,n)U uti­

lisée par FDRMANN étant supérieure de l%0seulement â la valeur extraite de

[ lOj après interpolation linéaire, la période étant différente de notre

standard que de \%0 , nous n'avons pas effectué de normalisation .

E ± as °l ± A 0 ]/0 ]

(MeV) (MeV) (œb) <%> 12,660 0,100 556 6

13,390 0,130 524 6

14,820 0,150 491 6

15,640 0,130 468 6

16,950 0,140 428 6

17,960 0,130 402 6

0 : Valeurs de la section efficace ,,Nb(n,2n),, Jb données l 41 Al

par BORHANN et valeurs adoptées .

- 32

NORMALISATION - RESULTATS : La valeur de LU a été normalisée par l'inter­médiaire de la valeur de la section 2A^p(n»P)25^n < l u ' ^ a utilisée et de notre standard . Nous avons également normalisé les intensités et les périodes .

E n (HeV)

± AE n (MeV) (mb)

°2 (mb)

°3 (mb)

R, R2 °4 (mb)

± â V°4

14,4 0,3 100 1D7 578 0,998 0,999 617 5,2

: Intensité du 934 keV de ,, Vb utiliséepar LU/intcnsité 41 standard ( = 0,99/0,9915) .

92 M : Période standard de 74b/Pério:le utilisée par LU ( = 10,15/10,16) .

: Valeur de la section efficace de la réaction 2(jFe(n,p)25Mn utiliséepar LU .

: Valeur de la section efficace de la réaction 2fiFfc(n»p)25^n

standard (extraite de la planche 3)[l2j .

: Valeur de la section efficace de la réaction ,.Nb(n,2n),. ^lb donnéa par LU .

: Valeur de la section efficace de la réac 93 C i ° " ><».2n>» \ b

adoptée, avec : o = o~'(0 fo.) • R » R.

CORRECTIONS : Auto-absorption des rayonnements dans l'échantillon, le flux

de neutrons est contrôlé à l'aide d'un télescope â protons pour la correc­

tion de la décroissance du flux au cours du temps .

MONTAGE EXPERIMENTAL : Echantillons et éléments de références placés sur une

sphère d'Al de 20 cm de rayon centrée sur la source de neutrons . Montage

très iéré pour éviter les neutrons diffusés .

ERREURS : Pas d'indication .

COMMENTAIRE DE L'EVALUATEUR : Ce travail est caractérisé pur la meilleure

géométrie d'irradiation dans les méthodes par activation qui a permis il

NETHAWAY d'obtenir une précision en énergie de ± 25 keV . Ceci a été rendu

r ssible par l'utilisation d'un accélérateur S fort courant .

NORMALISATION - RESULTATS : NETHAWAY ne donnant pas les valeurs numériques 93 ^2 M.

de tous ses points expérrnu.-'taux pour la section efficace . Nb(n,2n)' Nb,

nous en avons extrait quelques-unes de sa courbe (Cf. t311 , figure 6) pour

des énergies choisies . Ces valeurs, pour lesquelles on a arrondi les er­

reurs données par NETHAWAÏ à 5%, sont reportées avec sa courbe planche 6 . 27 94

Les valeurs de \p. section _Al(n,ct> Na qu il utilise comme standard ont été extraites de sa Figure 1 [3jj et reportées plancht 5 . Noua avons

normalisé, pour les énergies citées plus haut, les valeurs de La section 93 92 H , Nb(n,2n), Nb données par NETHAWAY par l'intermédiaire des valeurs de

27 24 la section Al(n,a) Na qu il utilise et cell.-* de notre standard . Nous 13 11 g2

avons également tenu compte de la période de ..Nb et du nombre de photons 41 de 934 keV par désintégration de

9 2 >W . 41

- 36 -

- FICHE N° 12 - [j7l

AUTEURS : MATHER D.S., BAMPTON P.F. , COLES K.E., JAMES C. , NIND P.J.

REFERENCE : A.V.R.E. Report K° 072/72 (1972) .

LABORATOIRE : ALDERMASTON (England) .

QUANTITES MESUREES : Sections efficaces de la réaction. ^\'b(n,2n) ?^b pour las énergies de 12,4 et I *,3 MeV .

METHODE DE MESV".E : Mesure directe(comptage 4 ir des neutrons émie au cours

de la réaction) .

PRECISION : Sur l'énergie : ± 100 keV ; sur o : 8,1% à 12,4 MeV et 6,3% à

14,3 MeV .

STANDARDS : 2 3 8U(n,f), o » 978 mb t 5% à 12,4 MeV et o « 1169 rob i 2% a

14.3 MeV [38 ! (1972) ; v (252Cif) » 3,756 ± 0,010 ]~39] .

A PRODUCTION DES NEUTRONS : Van de Granit 6 MV avec réaction T(d,n) He sur

cible Ti-T .

ECHANTILLONS : Nb suus forme pulvérulente dafts container cylindrique d'Al

ie 25 mm de diamètre -

MESURE : Cycles de mesures successives sur U (mesure du flux) et sur Mb .

Mesure relative et contrôle du flux par scintillateur plastique .

MONTAGE EXPERIMENTAL : Echantillon et moniteur placés successivement au

centre d'un gros scintillateur liquide sphérique qui permet de compter la

multiplicité des neutrons émis .

CORRECTIONS : Correction des empilements de neutrons solitaires par le cal­

cul ; atténuation et dégradation du flux incident ^ + 15% ; atténuation

dans le moniteur - 2,6% ; présence de neutrons de faibles énergies dans le

faisceau + 12% ; réponse en énergie du détecteur ^ - 5% ; absorption dee

-leutrons émis dans l'échantillon ; correction totale appliquée + 96 nb a

12.4 MeV et 180 mb à 14,3 MeV .

- 38 -

- FICHE N° 13 -£7]

AUTEURS : FREHAUT J. et MOSINSKI G.

REFERENCE : Communication personnelle (1974), rapport à paraître .

LABORATOIRE : Centre d'Etudes de Bruyères-le-Châtel (France) .

QUANTITE MESUREE : Nb(n,2nK"Nb, pour 12 "nergies de 9,44 a 14,70 HcV .

METHODE DE MESURE : Mesure directe(conptage 4 v des neutrons unis au cours

de la réaction) .

PRECISION : Sur l'énergie : de ± 75 à * 115 keV ; sur G : de * 5,7 a ±

44,6" .

STANDARDS : 2 3 8U(n,f) Qo"] et v < 2 5 2Cf) = 3.732^9^ .

PRODUCTION DES NEUTRONS : Van de Graaff Tandem 12 MeV avec réaction

D(d,n) He sur cible gazeuse .

ECHANTILLONS : Nb métal ^ 10 g, diamètre 20 mm, enveloppé dans feuille

mince de polyethylene .

MESURE : Mesures successives entre l'élément de reference et les échantillons .

Mesure relative permanente du flux par petit scintillateur liquide .

MONTAGE EXPERIÎ-ENTAL : Echantillon et élément de référence ( irradiés par le

faisceau de neutrons) placés successivement au centre d'un gros scintil­

lateur liquide sphérique qui permet de compter la multiplicité des neutrons

émis .

CORRECTIONS : Correction des empilements d'événements à un neutron par le

calcul, du bruit de fond, du temps mort, des événements dus à l'enveloppe

de l'échantillon, neutrons de break-up .

COMMENTAIRE DE L'EVALUATEUR : Ce travail est le seul qui donne neuf pointB

de mesures régulièrement espacés en énergie pour cette réaction et par cette

méthode de mesure .

- FICHE N° 14 - QtOJ

AUTEURS : HERMSDORF D., SASSONOFF S., SEELIGER D., SEIDEL K.

REFERENCE : Journal of Nuclear Energy 2]_, 747 (1973) .

LA50RATOIRE : Technische Univei itat Dresden (Germany) .

QUANTITE MESUREE : a m**par le S[ ectre d'émission neutronique pour 5 angles

n,M

à E » 14,6 MeV .

METHODE DE MESURE : Spectroscopic des neutrons émis .

PRECISION : Sur l'énergie : non indiquée ; sur 0 : ^ t 267, .

STANDARDS : z non élastique (Nb) =* 2000 rcb Q M .

PRODUCTION DES NEUTRONS : Non indiqué ,

MESURE DE FLUX : Non indiqué .

CORRECTIONS : Lissage avec des fonaes de spectres d'évaporation et de pré­équilibre et extrapolation à E , = 0 .

n

ERREUR . Incertitude sur l'extrapolation sur E et 6 , n

COMMENTAIRE DE L'EVALUATEUR : Bien que décrivant partiellement une expérien­

ce, cette publication n'a pas été utilisée pour les résultats expérimentaux,

car le résultat est essentiellement basé sur la valeur calculée de BLOW fAil

avec un nodèle théorique . (Voir § VI, n 3 4) .

HERMSDORF a évalué indépendamment la section n,2n en soustrayant

ce son spectre d'émission expérimental le spectre calculé des neutrons émis

par réaction inélastique . Il obtient ainsi (1,280 ± 0,140) b « Cette valeur

pouvant varier très rapidement avec la bande d'énergie choisie pour calculer

le spectre des premiers neutrons émis, nous ne l*avons pas retenue .

J ,, : section efficace pour toutes les réactions excepté l'élastique

dans lesquelles un neutron ou plus est émis .

93 92 M, RESULTATS : La valeur de la section efficace de la réaction !.'b(n,2n) ,;r

donnée par HERMSDORF est obtenue par :

n,2n n,M non élastique

o ayant été trouvé e^a! a 3,150 b, et la valeur de o^^ élastique é t a n c

celle de BLOW [u\] .

E n

(Hcï)

a

(nb)

± A o/o

(%)

14,6 1150 26,1

V - PUBLICATIONS NON RETENUES

I - STSOHAL P., CINDRO N. et EMAN B. - Nuclear Physics 30 49 (1962) fi2]

La valeur de STROHAL (318 mb à ± 5,72) a 14,6 MeV pour la réaction 93 92 M ,,Nb(n,2n),, TJb est très inférieure aux valeurs les plus récentes

89 88 ( ^ - 352) . La valeur obtenue pour la section efficace _qY(n,2n)-{jY est

également très inférieure aux valeurs récentes|66j . Dans l'attente d'in­

formations supplémentaires concernant l'étalonnage du spectromètre y et

compte tenu de la date de publication, ce résultat a été temporairement

exclus .

2 - VONACH H-, MUNZER H. - Oestrerr. Akad. Wiss. 92-120 (1959) QàJ

La valeur de VONACH (430 mb à ± 16%) pour la réaction 93 92 M

, Nb(n,2n) Nb n a pas <-cë retenue car cette publication est ancienne et

nous manquons d'informations . 11 est à noter que le résultat obtenu pour

Y(n,2n)._Y est aussi en désaccord avec les valeurs plus récentes |j56J.

3 - HARING M., VONACH H-, FEICHT E.J. - Z. Physik 244, 352 (1971) fi4] 93 92

La valeur de la réaction ,,Nb(n,2n),,Nb obtenue par HARING H 1 41

(1350 mb â ± 18,5%) n'a pas éti'i retenue temporairement car l'erreur donnée

par l'auteur nous paraît sous-estitcée (l'erreur de 20% sur T (facteur de

transmission), entraîne à elle seule une erreur de 83% sur O"), de plus la

valeur de la section efficace dépend essentiellement de la section effi­

cace non élastique que HARING a estimée à partir de t 56J .

4 - CARTER H.G. - " Conf. on Neutron Cross Section and Techn." Vol. 2 p. 682

WASHINGTON" (1966) Q 5 ]

La valeur de CARTER (400 mb à 14,7 MeV) pour la réaction 93 92 M , Nb(n,2n) sb n'a pas été retenue pour manque d'information . Pour la

93 92 section efficace de la réaction ,1Nb(n,2n),.Nb nous n avons pas retenu la

valeur de 1136 mb donnée par CARTER, celle-ci ne représentant, compte

tenu des suppositions faites, qu'un ordre de grandeur •

5 - QAIM S.M., WOLFLE R-, STOCKLIN G., CANTERBURY 20-22 Sept. 1971 fisH •

La valeur de QAIM (512 mb à ± 9%) à 14,7 ± 0,3 MeV pour la section 93 92 M.

efficace de la réaction ,.Nb(n,2n), «b a été temporairement rejetée

dans l'attente d'informations supplémentaires . (Voir addenda en fin de

rapport) .

- 43 -

VI - VALEURS ISSUES DE CALCULS OU D'EVALUATIONS

Dans ce paragraphe noua ne considérerons que la section 93 92

efficace .,Nb(n,2n),,Nb :

I - HOWERTOS R.J. - UCRL 5351 (1958) [ A Ô ]

Let calcule ont été faits suivant le modèle optique avec un

seuil de 8,7 MeV , Lea valeurs 3ont extraites de la courbe donnée par

HOWERTON .

E n

0

(MeV) (b)

9 ,5 0 ,06

10 0 ,30

10,5 0,62

11 0 ,93

11,5 1,03

12,0 1,06

15,0 1,06

- 44 -

2 - PEARLSTE1N S. - NDT A3 3 327 (1967) [bj]

Les calculs ont été faits à partir des fonnulcs empiriques

de FLEROV [ôi] et BARR [62j (modèle statistique)

E n

(MeV)

0

(b)

13,1 1,183

14,1 1,281

15,1 1,338

3 - JEKI L. , KLUGE Gy - J.N.E. 27 115 (1973) [jlâ]

Ces valeurs sont obtenues pour une énergie correspondant à la

valeur du seuil plus 3 MeV par une formule phénoménologique . Pour les

autres énergies les sections efficaces sont obtenues par la fonnulû de

WEISSKOPF *"ôol .

E n

(HeV)

0

(b)

9,5 0,175

10 0,4!0

11 0,776

12 1,014

13 1,167

14 1,232

15 1,250

it - BLOW S. - J.N.E. 2£ 9 (1972) Q f ]

BLOW a calcule la population relative des niveaux fondamental et 92 . 93

nêtaotablc de Mb pour la réaction . Nb(n,2n) pour les spins de 7 et 5

du niveau fondamental en utilisant un formalisme similaire à celui décrit

par TROU3ETZKOY |j»9j * B L 0' ; a f a i t l e s calculs en représentant le spec­

tre des neutrons par un spectre d'évaporation . Pour calculer les proba-92

bilités relatives de transitions, les états excités du Nb ont été

divisés en deux régions, une région de continuum au-dessus de 1 MeV et

une région discrète au-dessous . Au-dessus de 1 MeV, les transitions ont

été considérées conx-c dipolaires avec une probabilité proportionnelle à 3

E . Ati-desoouc de I MeV» les transitions déterminées ey.périnentalerr.ent ont été incorporéca entre les niveau:: . Le résultat est basé sur une

E Spin de l'état fonda­ Q

(MoV) mental de Nb (r,b)

14 5 1300

7 1090

5 - BODY Z.T. et CSIKAI J. - Atomic Energy Review IJ.,1 153 (1973) Q o J

Valeur recosnandêe obtenue par l'étude systématique des sec­

tions efficaces en fonction de N-Z .

Pour 14,7 MeV; BODY recommande (1080 ± 80) mb

6 - unwERTOS R - . SMITH A . , GUENTHER P . e t KHALEN J . - ANL/tiDM-6 ( 1 9 7 4 ) f s " ]

1

E n

n,2n E n 0 n,3n (HeV) <nb) (MeV) <ab)

6,92 0 16,896 0

9.0 20 17,0 U

9.5 130 18,0 100 10,0 290 19,0 150

10,5 480 2C,0 165 11 ,0 700

11 ,5 880 12,0 1010 12,5 mo 13,0 1165 13,5 1200 14,0 1215 14,5 1230 15,0 1230 16,0 1220 17,0 1170 18,0 1120 20,0 960

Ces résultats ont été obtenus par un calcul Je la théorie

statistique utilisant la représentation des densités de niveaux de

GILBERT I 53j . La valeur du paramètre de densité de niveaux utilisée

(21,5 MeV ) est fondée sur une analyse par SMITH IJbîJ du spectre de

neutrons de la réaction , Nb(n,n') . Les sections efficaces de formation 4I

du noyau cocposé et de réaction inverse ont été obtenues par un calcul

avec un modèle optique sphérique par LAGRANGE [S4| . Les calculs tien­

nent compte des réactions en compétition (n,\), (n,p), (n,a), (n,n'p)

(n.pn'), mais non des spins nucléaires dont l'importance est certaine

I 26] . Ces résultats doivent être considérés uniquement comme des

valeurs préliminaires, un calcul plus complet incluant lea spins étant

nécessaire .

S - PAULSEN A., WIDESA R. - 2. Physik ^38, 23 (1970) 2ô] ,

PAULSEN et W1DERA ont effectué un calcul au moyen du nodèle

statistique suivant le formalisme de BUTTNER I57J qui tient compte de

la compétition de l'émission des protons, alpha et rayonnement . Les

sections efficaces inverses sont calculées <»u moyen d'un modèle opti­

que . Les résultats obtenus étant supérieurs d>? 20% aux mesures,

nous n'avons pas reporté ici ces résultats .

Un autre calcul a été fait, utilisant le formalisme de

HUIZENGA I 55j , pour obtenir les rapports isomériques entre l'état

excité de 135 keV (spin de 2+) et l'état fondamental pour les spins

7 et de 5 . PAULSEN j_26l a appliqué ces rapports a ses résultats de 93 92 H.

mesure de la section efficace de la reaction ,,Nb(n,2n),. wb pour 41 9 3 41 9 2

obtenir celle de la section efficace de la réaction .,Nb(n,2n),,Nb . 41 41

9 - BRAMLITT E.T. et FINK R.W. - Phys. Rev. _m_ 2649 (1963) £l 9

BRAMLITT a fait une estimation théorique de la section effi-

C, n u l l i; 4. ui» <-

461 . Il a été tenu compte des réac-

tions (n,pn), (n,2p), (n,py), (n,an), (n,ay) . Avec un paramètre de

densité de niveau de Ferai égal à =• 7,2 et des coefficients calculés au

T?.oyen de formules empiriques £58] , IJ)9J , BRAMLITT trouve 1530 mb entre

!•!» et 15 MeV . Ces calculs ne correspondant pas à une énergie précise

et ayant été repris depuis par d'autres auteurs 1 52J I 26J avec un for­

malisme plus élaboré, nous ne les avons pas fait figurer sur tes plan­

ches .

- GOLDBERG M.D- et al. - Neutron Crcss Sections, Volume II B (1966) MSSJ

La courbe tracée concerne la section efficace de la réaction 93 92 M ,,Nb(n,2n),, 'sb . Elle est basée essentiellement sur les valeurs don-

41

nées par TEWES il 3 I que nous avons étudiées Fiche 1 et dont les valeurs

ont déjà été reportées planche 7 . Aussi nous n'avons pas jugé utile de

faire figurer cette courbe sur les planches .

évaluation extraite des données U.K.N.D.L. | 67]

Ces données n'ont pas été reportées, car ce sont les mêmes

que celles de la version III de ENDFB qui ont été remplacées par celles

de la version iv/ 5 j plus récente .

VII - DONNEES RECOMMANDEES, DISCUSSION

Dans ce chapitre, après un bref rappel de l'ensemble des résul­

tats expérimentaux dent nous avons eu connaissance, nous discutons le

choix des données recommandées et des erreurs adoptées à partir des valeurs

retenues renonçaiisées pour les sections efficaces des réactions 93 92 M 93 92 /1Nb(n,2n).. Mb et ,,Nb(n,2n),,Nb . Puis nous comparons ces valeurs â 41 41 4 1 4 1 celles issues de calcjls ou d'évaluations .

* Rappel des résultats experiment aux .

- Sur la planche 7, nous avons fait figurer tous les résul­

tats expérimentaux (sauf les valeurs relatives de PKESTWOOD ]15 ] )

avant normalisation pour leo sections efficaces :

"tlb<n,2n)?* "Nb et *?Nb<n.2n)?*Nb 41 41 41 4 1

11 apparaît un désaccord important entre les différents 93 92 M,

résultats de la section efficace , ,Nb(n,2n), . :Jb aux environs de 4 I 4!

14,5 McV (où ta pente moyenne de l'ensemble d**s points est presque nu

le), puisque STROHAL P. £42] donne 3!B mb a i 5,7Z a 14,6 McV et plus

récemment LU WEN-DEH QoJ trouve 578 mb a • 3,22 a 14,4 MeV .

93 92 Pour la section efficace , ,Nb(n, 2n), ,Nb, Les résultats expc

4 1 41

riraentaux sont moins nombreux et nous notons un écart de 25Z entre la

valeur de FREHAUT^J et celle de MATHER £37] à 12,4 MeV .

1 Présentation des valeurs retenues, données recommandées

- Sur la planche 8 (4f) nous avons regroupé les différents

résultats expérimentaux retenus et renormalisés . A partir

de ces valeurs, on a tracé les courbes dû sections efficaces ies plus

crédibles (compte tenu des erreurs données par les auteurs, et après

ajustement des résultats de mesures relatives) qui nous ont détermi­

né les données recommandées (# fr) . Ce qui suit explique plus en

détail, pour chaque section^efficace, le choix des tracés .

*sur les planches 8,10,i::,l3, lesseuils des sections efficaces Ç'î 92 M 93 92

lont indiqués S' pour ^Nb(n,2n)^j TJb et S pour *jSb(n,2ti)^Nb .

Nous pensons subtituer prochainement â cette méthode empirique

une méthode plus rationnelle»

Aux alentours de 14 MeV, les résultats ont été reportés pour

plus de clarté avec une autre échelle planche 9 .

Entre 13 et 15 MeV, nous avons un grand noebre de mesures .

Cette zone se répartit en deux groupes séparés d'environ 20Z :

- un groupe de valeurs basses : plusieurs valeurs de PAULSEN I 26J

et une valeur de HUSAIN £25] ,

- un groupe de valeurs hautes : BORMANNJj27] t NETHAWAY Q j ] ,

RIEDER [20] , BRAMLITT [j 9] , VALLIS p 4 j , TEWES Q fj ,

- entre les deux groupes, la valeur basse de RIEDER |20j et enfin

la valeur de LU I 30j qui est en net désaccord avec toutes les

autres .

Nous avons choisi de tracer la courbe plus prés du groupe

le plus haut auquel nous avons affecté un poids plus grand, corapte

tenu du nonbre de ses auteurs . Partant de cette ligne, nous y avons

ajusté au aïeux les valeurs de PRESTWOOD [j5j dont les points se

retrouvent corcxe indiqués planches 8 et 9 .

Entre 14 et 12 MeV, nous avons suivi la force donnée par

les points de PRESTWOOD £] 5] et de TEWES Q a ] et au-desous de 12 MeV,

les points de TEWES £ï3J et de PAULSEN Qfij e n D ° " accord dans cette

région .

Au-dessus de 15 MeV et jusqu'à environ 17 MeV,nous avons

été guidés par les points de BORMANN Q f ] , PRESTWOOD [j^et

TEWES ["13! et au-dessus de 17 MeV, par ceux de BORMANNT27] ,

PRESTWOOD ^5J et PAULSEN Q e j » e n b o n accord dans cette dernière

Au-dessous de 12 MeV, nous avons tracé la courbe suivant

les points de TEWES Q3J et PAULSEN Q â ] qui sont en bon accord .

Près du seuil ( < 9,5 MeV) une extrapolation a été faite à partir des

valeurs d*énergies supérieures, pour obtenir un seuil cohérent avec 93 92

celui de la section efficace , Nb(n,2n) Nb .

b - Réaction : Nb(n»2n), ,Nb . 41 41

Au-dessous de 14,5 MeV nous avons donné des erre-irs sur la

base des erreurs données par FREIlAUTj" 7j augmentées de .'incertitude

sur le standard (238U(n»f ) TsT > utilisé par F R E H A U T T ? ] et

MATHER p?"] . Cette incertitude a été chiffrée par SOWERBÏ^SJ a

5,5S à 7 MeV, 5,52 a 10 MeV, 2,0? a 14 MeV et 5,SI a 20 MeV . Nt-uo

avons arrondi cette incertitude à . ,3% jusqu'à 14,5 MeV ,

Au-dessus de 14,5-15 MeV, nous avr:;;i, pour tenir compte

d'une incertitude sur le calcul du rapport des transitions vers

l'état isomërique et vers le fondamental, estimé arbitrairement

1'erreur a 202 .

Les courbes enveloppent les erreurs estimées sont indiquées

planche 10 et les valeurs tabulées sont indiquées planche 11 .

Comparaison des valeurs issues de calculs ou d'évaluations aux don­

nées recommandées .

Pour plus de clarté dans la représentation graphique, nous

avons scindé arbitrairement les valeurs issues de calculs ou d'autres

évaluations en deux groupes :

- 1er Groupe :

Planche 12, nous avons reporté les valeurs de HOWERTONps"]

PAULSEN p26] et JARY £52] .

Au-dessus de 10 MeV, notre courbe est située au-dessus de celle de

H O W E R T O N Q J (l'écart de 40% à 10 MeV se réduisant a "- 5% â 20 MeV

Il faut signaler ici que H0WERT0N Vj>~\ ne disposait pas des valeurs

expérimentales de FREHAUT f~7~j sur lesquels nous nous sommes appuyés

pour tracer notre courbe . Elle est en accord 3 J0% avec les résul­

tats de PAULSEN Q ô j obtenus avec I » 5, la courbe de PAULSEN fiô]

étant au-dessous de la notre à 10 MeV et passant au-dessus à " 11 MeV

tandis que les résultats obtenus avec un spin de 7 conduisent à une

courbe située entre 30 et 45% au-dessous de nos valeurs recommandées .

Cependant, il ear a noter que les courbes de PAULSEN 126] pour 1 = 5

et ï » 7 ont été obtenues à partir de calcula de rapporta des popula-92 G 92 t-L

tions dc3 niveaux ,. Nb et ,. .ib et de ses valeurs experiment aies dt_. 93 92 M.

la section efficace ,,Nb(n,2n),, îib. Or, si ces dernières sont en 41 4 1

accord avec nor. données recommandées pour des énergies inférieures J

^ 12 MeV et supérieures à 16 MeV (où 1 *h> pot he ne 1 = 5 reat • r ._•:•.-

forcée) entre 12 et "- !6 MeV, les valeurs de PAULSEN Q y sont plus

faibles d'environ 202 . Si pour cette gaerne d'énergie, les rapperts

i3ar.êriqucn calculés par PAULSEN 126! avaient été appliqués à nos

valeuro, le.* courbes obtenues pour I ° S et I - 7 auraient été situées

au-dessus de celles données pa'' PAULSEN I 26l , et de part et d'autre 93 92

do notre évaluation pour . Nb(n,2n),.Nb, a écart appr0Kirp-.1tivetr.enc

égal, ce qui ne renforce pan l ° 5 dans cetec zone . L.es résultat-, de

JARY [52] qui Gont rtettecient on deDsou3 dea nôtres, jusqu'à 14 MeV

sont ensuite supérieures, l'écart augmentant avec l'énergie .

Au-dessous de 10 >îeV, notre évaluation se rapproche plus des

résultats donnés par JARY f52J , la courbe de HÛWERTON£5J passant

au-dessus rie la notre a 9,4 MeV .

2ène Groupe :

Planche 13, noua avons reporte les valeurs de HOWERTON {j*b\ ,

JEKI [j»s] , PEAKLSTEIN QfJ , BLOW Q f ) , HERMSDORF Q+o] et BODY po"]

Il apparaît que nos valeurs sont supérieures aux autres pour

les énergies supérieures â 1l,5 MeV. mais ii faut noter à 14 MeV un

bon accord entre PEARLSTEIN (471 , BLOW F*M , pour I = 5 et nos

valeurs . HERMSDORF ' 40j est en accord (dans la barre d'erreur) avec

les autres résultats aur environs de 14,6 MBV . JEKI Q â ] donne des

valeur» (a partir d'une formule semi-empirique) décrivant au-dessus

de 10 MeV une courbe qui, tout en étant plus faible, suit l'allure

de notre évaluation avec un écart maximum d'environ 20Z vers 12,5 MeV

Il est à remarquer que ces valeurs dont certaines datent de

1958 ptôj s'inscrivent entre 10 et 15 MeV dans une bande de ± 15% .

VI11 - BILAN DES REACTIONS NEl'T\ONIQUES SUR LE N'b AUX ENVIRONS

DE U MeV .

Les données recommandées peuvent être comparées aux autres

rci.-tions en con:; . t i t ion aux environs de 14 HcV . HOWERTON l~5j donne 3,98e. b

\ !- >!i'V (valeur àvj'i dans I 10 ter !) pour la section efficace totale de Q3 l_ _l Nh et 2,296 b pour la section efficace élastique : soit 1,684 b pour 1 •=

jcticTi effic.iLe non élastique . En négligeant o , 0

'.lYrieures à I nb, on peut écrire : n»-P

1 , + - + C +3 + O + 0 , n, e n, n n , 2 n n, p n, a n, \ n, n

CO-

372 mb • , + o + c + o f^ , n,n n,p n,np n, î n, n i

S: l ' on adract coerce HOWEPT0N F 5*J que O

n ,n p n ,n

L'évaluation de HONERTÛN [~5 | onne Ai6 tnb pour la section effica­ce z , en admettant que la section o , y soit inclue . On peut donc

n,n ^ n,n p J r

admettre que, d'après ces hypothèses et aux erreurs près, nous nous accor­

dons avec l'Évaluation de HOWERTON |~5J . Il faut cependant signaler que

CARTER |45j trouve 336 mb pour o , . valeur qui ne semble pas en accord

avec notre évaluation associée à celle de HOWERTON \ 5 I , puisqu'elle con­

duit à une valeur de O , très faible . Ceci est confirmé par JARY I 52]

qui. trouve 32 cb p

par CARTER Qt5^ .

IX - CONCLUSION

1. ' évul nation des r.crt ion;; efficaces des réact ion;. :

, ,Hb(n1-'n)^ \ b et "Nb(n,2n)^Nb '» 1 41 4 1 41

.i été entreprise pour répondre .". des .--soins d* analyse par activât ion

(10ro réaction) ainsi qu'aux demandes formulées dans! 1 I (2èrae réaction) .

Le a m.- i 1 leur 05 prér1 s ionn demandées (10%) n'ont pas été obtenues

r.ur u-ute la garnie d'énergie compte tenu de la dispersion des résultats

expér iir.antm.nc pour la premiere réaction et du peu d ' expériences fai tes pour

déterminer la deuxième . Les deux courbes obtenues sont dans un rapport

2,7, légèrement plus faible que celui utilisé par H0WERT0NT5J .

Pour améliorer cette évaluation, il faudrait, pour la section 93 92 SI

effîcacs , tNbi',2n),. fîb, préciser la courbe entre 12 et 16 MeV par des

mesures très soignées utilisant la méthode d'activation . Pour la deu­

xième, réaction, il reste â préciser expérimentalement la courbe au-dessous

de 10 MeV et au-dessus de 14 MeV par la méthode de mesure directe . Les

erreurs adoptées pourraient être ainsi réduites .

Nous .cnercions M. FREHAUT J. de nous avoir communiqué les résul­

tats de ses expériences sur la mesure de la section efficace de la réaction 93 92

,.Nb(n,2n),.Nb . Nous remercions également Mademoiselle JARY J. et Monsieur

LAGRANGE Ch. pour les calculs qu'ils ont effectués et les résultats qu'ils

nous ont communiqués .

ADDENDA

Alors que ce rapport était en cours de publication, des infor­

mations supplémentaires de QAIMMSn (Cf. rapport § V,5) ont été reçues . 2/ 24 92 M.

Aprefl_ normalisation du standard ( Al(n,o) Na) et do la période de , lib 93 92 M.

on a obtenu pour là section efficace ..NbCn^n),. Nb, 0 => 486 mb à 9Z à 14,7 ± 0,3 MeV, valeur qui est en excellent accord (0,6%) avec notre valeur

recommandée obtenue pour 14,7 MeV par interpolation linéaire .

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Achevé d'imprimer

par

le CEA. Service de Documentation, ÀicUy

Juillet 1975

DEPOT LEGAL

3ême trimestre 1975

La diffusion, à titre d'échange, des rapports et bibliographies du Commissariat à l'Energie Atomique est assurée par le S&vice de Documentation, CEN-Saclay, B.P. n° 2, 91 190 - Gif-sur-Yvette (France).

Ces rapports et bibliographies sont également en vente à l'unité auprès de la Documentation Française, 31, quai Voltaire, 75007 - PARIS.

Reports and bibliographies of the Commissariat à l'Energie Atomique are available, on an exchange basis, from the Service de Documentation, CEN-Saclay, B.P. n° 2, 91 190 • Gif-sur-Yvette (France).

Individual reports and bibliographies are sold by the Documentation Française, 31, quai Voltaire, 75007 • PARIS.

Edité par

le Service de Documentation

Centre d'Etudes Nucléaires de Ssclay

Boîie Postale n° 2

91190 - Gif-sur-YVETTE (France)