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Parafline es Ecrans(Bore Cadm) Naéecteurs Azote liquide Fer Fig. 15. — Neutrons issus du cyclotron (échelle : réduction de 1/2).

Petit vase Dewar Paraffine

Fer

Azote liquide Couple

& Ecrans(Bore.Cadmium)

SSSR y :

RUES QUE Détecteurs Cadmium

Fig. 16. — Neutrons issus de la source radium-beryllium.

contre laquelle sont logés les écrans et les détecteurs V:0; à, b, c, d (voir Ire partie, chap. Ier). Les mesures sont faites soit à la température ordinaire soit à celle de l’azote liquide. A cet effet le dispositif est baigné par l’azote liquide qui pénètre au sein de la paraffine par un étroit canal aux parois de fer. Un couple permet de contrôler la température atteinte. Les détecteurs sont irradiés 5 minutes, puis, après 45 secondes, exposés au compteur pendant 10 minutes. Toutes les mesures sont répétées avec et sans cadmium, La différence des

nombres d’impulsions enregistrées définit l'intensité (de l’ordre de 2 000 en l'absence d'écran).

Les résultats sont représentés graphiquement sur la figure 17. Les expériences n'ont pas été poussées au delà du stade de défrichement. Elles permettent seulement de conclure que l’effet thermique existe et que Son importance est de l’ordre de grandeur prévu par la théorie,

M9 Densité écran de Bore mi 20

0 10, ME log Lo Irridiation à la Source Ra + Be 02 | 0,4 | Irridiation | du cyclotron + Paraffine à là température ordinaire | o 1 71 de lazote liquide | | Fig. 17. — Absorption des neutrons C dans le bore. B. AvEG ÉCRAN D'ARGENT. — Le dispositif utilisé est décrit plus loin

(chap. Il, 2° méthode, $ A) sous l'épithète « asymétrique ». Il est représenté figure 24. Les écrans sont constitués par des lames d’argent métallique. Les détecteurs de dysprosium du modèle n° r (voir Je partie, chap. 11) sont posés sur les écrans et forment un rectangle de 2 X 4 em?. Ils sont irradiés (avec ou sans écran de cadmium, avec ou sans écran d’argent) pendant 6o minutes et, après un intervalle de 95 secondes, exposés au compteur pendant 108 minutes. Le nombre total d’impulsions enregistrées (environ 20 000 sans écran) définit l'intensité après soustraction de la faible activité des neutrons filtrés par le cadmium. La paraffine est tantôt à la température ordinaire, tantôt à celle de l'azote liquide. Les écrans et les détecteurs restent à la température ordinaire.

5o J: MARTELLY “4 4riti4e

Les résultats sont représentés graphiquement sur la figure 18: Les deux courbes se déduisent bien l’une de l’autre par dilatation de l’ordonnée « épaisseur d’argent ». Mais au lieu du rapport des racines

88 ; carrées des températures absolues E 1,99 nous trouvons le apport 1,47, en accord avec Frisch, Halban et Kock (36).

Epaisseur ,d'Ag.

2Mmm

l Le 1 LV 4 0 £l

+ lempératuré ordinaire

0,10 o Azote liquide

Fig. 18. — Absorption des neutrons C dans l’Ag.

3. Signification des effets thermiques mesurés. — Il ressort de toutes ces expériences, citées ou décrites, que la valeur moyenne de la section efficace de capture d’un élément pour les neutrons C est fonction de la température du milieu ralentisseur mais qu’elle varie

moins rapidement que T ?. On peut chercher à expliquer cet écart en mettant en doute soit l'équilibre de température entre la paraffine et l'azote liquide, soit la loi en 1/v, soit la distribution maxwellienne des neutrons, Il y a tout lieu d'adopter la dernière hypothèse, conformément au point de vue de Frisch, Halban et Koch développé plus haut. La loi en 1/v a en sa faveur de solides arguments; quant à l'équilibre thermique nous nous en sommes assurés par des expériences préalables : en effet on pourrait mettre en doute que le couple indique vraiment la température de la paraffine.. Il pourrait se faire que l'azote liquide s'infiltre jusqu’à lui par des fissures sans avoir refroidi la masse.

Aussi avons-nous étudié le refroidissement d’un bloc de paraffine

DE LA VALIDITÉ DE LA LOI EN 1/V POUR LE VANADIUM 5r

coulé dans une boîte de cuivre de 4 X 4 X 6 em* qui la protège contre le contact de l’azote liquide : l'équilibre de température était pratiquement réalisé au bout de 15 minutes (or, dans nos expériences le refroidissement préalable de la paraffine dure 1 heure ou 2). D’ailleurs l'allure de la courbe de refroidissement est bien conforme à ce qu'on pouvait prévoir d’après les grandeurs thermiques indiquées dans les tables de constantes, relatives à la paraffine pour la température de l’air liquide : conductibilité calorifique : 0,8.10-*; chaleur spécifique : 0,16 (dans le système degré, cm., g., sec.). Ainsi un bloc de paraffine de l’ordre de 100 cm*° dont la surface est en équilibre avec l’azote liquide ne peut conserver au delà d’une dizaine de minutes une température différente, à la précision qui nous intéresse ici ; et le doute que nous avons formulé plus haut ne peut subsister.

Nous admettrons donc les conclusions suivantes :

La température du milieu hydrogéné où sont ralentis les neutrons est un facteur qui fait varier la composition spectrale du groupe C.

La variation corrélative du pouvoir de pénétration des neutrons ne peut servir à vérifier si l’absorbant suit la loi en 1/v mais plutôt elle permet de mesurer dans quelle proportion varie la vitesse des neutrons, si l’on sait par ailleurs que la loi en 1/v est valable. D’après les expériences de Frisch, Halban et Koch, ainsi que d’après les nôtres :

a) Lorsque la paraffine passe de la température ordinaire à celle de l'azote liquide, l'ensemble des vitesses des neutrons est réduit dans le rapport 1,5 à r (au lieu du rapport 1,95 à 1). Les énergies sont réduiles dans le rapport 2,25 à 1.

b) Au-dessus de la température ordinaire les énergies varient proportionnellement à la température absolue.

Nous mettons à profit cet effet (Chap. II, 22 méthode) pour étudier quelques détecteurs de neutrons en comparant leurs activations par les neutrons thermiques à différentes températures. D’autres auteurs ont utilisé une méthode voisine, valable seulement pour les éléments à forte section efficace, en comparant les variations de leur pouvoir absorbant :

Fink (35) trouve que, en refroidissant la paraffine de la température ordinaire à celle de l’air liquide, on multiplie la section efficace :

a) pour Li, B, Ag, I, par des coefficients variant entre 1,20et1,32;

b) pour Cd et Sm, respectivement par 1,07 et 0,96;

-c) pour Gd et Hg, respectivement par 1,41 et 1,56.

Ainsi sont décelés les effets des niveaux de résonance proches de l'énergie thermique : au-dessus pour Cd et Sm, au-dessous pour Gd et Hg.

Ramm (37) utilisant une autre méthode d’absorption indique les valeurs suivantes pour les rapports des sections efficaces de capture des neutrons C engendrés à 230 C. et à 2007 C.

ba 3. MARTELLY

à) pour B et Ag respectivement : 1,29 et 1,24;

b) pour Cd : 0,96;

c) pour Gd et Hg respectivement : 1,43 et 1,34.

Le parallélisme frappant entre ces deux séries de mesures effectuées dans des conditions différentes par des méthodes différentes montre qu'on peut faire confiance à l'effet de température pour meltre en évidence au moins les fortes exceptions à la lot sv — constante. Le cadmium, par exemple, manifeste des différences de l'ordre de 20 ou 30 0/0 par rapport aux éléments qui suivent cette loi.

Signalons enfin les expériences de Rietzler (38) sur le pouvoir absorbant des terres rares à 293° K. et 500° K. :

a) pour Dy, la variation de s mesurée est pratiquement égale à la variation calculée ;

b) pour Sm, la variation de « mesurée est 0,33 fois à la variation calculée ;

c) pour Eu, Gd, la variation de s mesurée est 1,5 fois la variation calculée.