MÉTHODE. — ÉFFET THERMIQUE SUR LA CAPTURE DES NEUTRONS
Nous avons examiné dans le chapitre précédent ce qu'on peut attendre d’une modification de la température du milieu hydrogéné ralentisseur. L'énergie cinétique moyenne du groupe C varie proportionnellement à la température absolue au-dessus de 195° et décroît moins rapidement aux températures plus basses. On possède ainsi un moyen de soumettre plusieurs éléments à des flux de neutrons de composition spectrale différente et de comparer les variations de leurs sections efficaces à celle de l’ARGENT considéré comme élément de référence parce que obéissant à la loi en 1/0.
Pour les mesures de section efficace on peut faire appel soit à des méthodes d’ABsSORPTION, soit à des méthodes d’acrivarion Elles ne donnent d’ailleurs pas les mêmes renseignements si l’élément est un mélange de plusieurs isotopes (cas du dysprosium). La section efficace de capture indiquée par les premières est une moyenne relative au mélange isotopique, celle indiquée par les secondes est propre à un isotope unique conduisant à un noyau radioactif de période donnée.
Le procédé le plus simple consiste en des mesures d'absorption par interposition d'écrans entre une source de neutrons et un détecteur, Il conduit à la section efficace de capture augmentée de la totalité ou d’une fraction de la section efficace de diffusion suivant le dispositif géométrique. Il n'est donc applicable au problème qui nous occupe que dans la mesure où la diffusion peut être négligée par rapport à la capture. Tel n'est pas le cas du vanadium pour lequel les deux processus ont des probabilités du même ordre. De plus, en pratique, le vanadium se présente combiné à d'autres éléments qui interviennent, eux aussi, par leur section efficace de diffusion. Ainsi dans le composé le plus courant, V:0:, la diffusion est 2,9 fois plus probable que la capture par le noyau V. L'effet de température sur celle-ci serait masqué et il serait impossible d'en tirer une conclusion, le calcul lui-même exigeant trop de données insuffisamment connues. Rappelons que Rietzler (38) a utilisé ce procédé pour le dysprosium dont la section efficace est élevée (voir Chap. Itr-2°). Seul parmi les terres rares étudiées cet élément manifeste, entre les températures absolues 2930 et 5000, la variation de section efficace conforme à la loi en 1/v.
Pour le vanadium il nous est loisible d'utiliser, soit des procédés de mesure d'absorption dans lesquels la section efficace de diffusion n'intervient pas (telles que la méthode de la solution de Lapointe et Rasetti (57) et la méthode utilisée par Volz (2), Ramm (37), etc..., dans laquelle la couche absorbante est plongée dans la paraffine), soit des mesures d'activation. Nous avons entrepris des expériences dans
l’une et l’autre voie, nous maintenant en définitive dans la seconde. Celle-ci seule a d’ailleurs pu nous donner des indications intéressant le dysprosium en tant que détecteur de neutrons.
LE PRINCIPE DE LA MÉTHODE est le suivant :
Les détecteurs à étudier sont irradiés dans les mêmes conditions par des sources de neutrons thermiques à températures différentes. Pour chacun d’eux les activations aux neutrons C varient comme :
J sve(E)dE
(e(E) désigne la loi de répartition des neutrons C en fonction de leur énergie E. Dans tout ce chapitre ces activations seront notées (My pour l'élément de symbole M et la paraffine à la température absolue T). (M)r doit varier proportionnellement à (Ag)r si l'élément M suit la loi en 1/0. La connaissance de l’effet thermique sur la composition du groupe C n'intervient que pour évaluer l’étendue du domaine d'énergie exploré.
Si cette proportionnalité n’est pas respectée, l’expérience peut être interprétée ainsi :
Or f'suvelE)dE en Er (puisque 6,40 est constant) cagv p(E)dE
—-— X valeur moyenne de sMv pour la distribution T. Ag
(M}rs/1A% Jr butions aux températures T, et T:.
Ce rapport est également celui des valeurs vraies de s4v pour les valeurs moyennes de E aux températures T, et T,, dans la mesure où suv peut être considéré comme linéaire en fonction de E. Cette approximation est souvent suffisante. Nous avons vu en effet (Chap. Ier, relation (9)) que la variation de cv est de la forme
E— 0 et le domaine thermique est relativement étroit, souvent plus étroit que la largeur du niveau.
En pratique nous avons fait deux séries distinctes d'expériences. Dans la première, la paraffine passe de la température ordinaire à celle de l'azote liquide (77° K.), dans la seconde, de la température ordinaire à 640° absolus (peu en dessous de l’ébullition). Dans l’une et l’autre la section efficace moyenne d’un détecteur obéissant à la loi en 1/v varie dans le rapport 1,5. Mais la deuxième est un moyen plus sensible pour déceler les écarts par rapport à cette loi puisqu'ils sont approximativement proportionnels aux variations d'énergie, ainsi que
— rapport des valeurs moyennes de s4v pour les distri-
Cette fonction ne présente rien de remarquable pour
62 J. MARTELLY
nous venons de le remarquer, et l'élévation de température augmente considérablement les énergies thermiques. Cela apparaît dans la figure 23 où sont représentées les distributions maxwelliennes en fonction de la variable énergie cinétique pour les températures 640° K., 2880 K: et 77° K: :
