THÈSE de DOCTORAT
(Nouveau Régime)
présentée à l'Université de Nice - Sophia Antipolis
Section
Physique 27
Laboratoire de Chimie
Atomique
par
-. - - '. ,
Oumar
DIALLO
Docteur en physique nucléaire
Maitre Assistant il l'Université <le Dakar
pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L'UNIVERSITE
DE NICE
RECHERCHES SUR LA MÉTHODE
DE COÏNCIDENCE ET ADDITION
APPLICATION À 214 po
Soutenue
le 16 Septembre 1989 devant la Commission d'Examen
YTHIEA
Professeur â l'Université de Nice
Président
IAAS
Directeur de Recherches
au
C.N.R.S.
00321
IOUZE
Docteur ès Sciences. Nice
}
Examinateurs
?AULUS
Professeur à l'Université de Strasbourg
SEAGOLLE
Professeur à l'Université de Paris XI

---

THÈSE de DOCTORAT
(Nouveau Régime)
présentée à l'Université de Nice· Sophia Antipolis
Section
PI'lysique 27
Laboratolr. de Chimie Atomique
pa'
Oumar
DIALLO
Docteur en pnYSIQue nucléaire
Maitre Assistant à l'UniverSité de Dakar
pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L'UNIVERSITE DE NICE
RECHERCHES SUR LA MÉTHODE
DE COÏNCIDENCE ET ADDITION
APPLICATION À 214 po
Soutenue
le 18 Septembre 1989 devant la Commission d'Examen
C
YTHIEA
Professeur à l'UniversIté de Nice
Président
F.
HAAS
Directeur de Fl.echercl'les
au
C.N.R.S.
G
MOUZE
Docteur es Sciences. Nice
}
Exam,nateurs
J.M PAULUS
Professeur a l'UniversIté de Strasbourg
H
SEAGOllE
Professeur a r Universite de
Paris XI

---

---

Ama~
ma PflO/'Oru::i.€
J!.Q.CoflIl.ai.4hanc.e

---

cl

---

REMERCIEMENTS

---

Û. ln.i.mOiA.e a éti pfU2.pwt2. Œ..J. Lao..Ol1.atoiA.e rh. Cil..i.mi..tz. 4.iom-ique /.>ou/.> la cLi.AecLi.on
du P/tol-e/.>/.>eurt C.!j7HIéi?.
Je ptt.ie fl'!on/.>uurt û P/tol-e/.>/.>€il..II- C1'v1..iAüan !j7HIû7. rh. e..ien VOu1.0M t/tOUlJeA i.ci.
l'exp~/.>/.>i.on rh. ma vi.ve ~coflflai.A/.>ance pOUl/. l'accuei.1 /.>ympathi.que qU'i.1 m'a ~/.>eAvé
dan/.> /.>on Lato/tai.oiA.e et pOUl/. fu cOru.Jui./.> qu' i.1 n'a CeAMt. de !!I.e p/todi.gueA en
d.i.A-i.geani.. meA iAn.VŒ..J.JC.
R.econveAt..iA. un. phy/.>i.ci..vl, ihéorz..i.c.i..en rk to.tUn.aLi.on, en phy/.>i.cÜUt expétt.i.men.ta!ewl.
n' VJt pM UJ1.€
tâciu!- ai.A2.e. flai.A flon/.>.i..ewt le. P/tote.A/.>eUl/. C. !j7HJ.éR, pwt /.>on expéA..i...enc.e,
pwt /.>a paLùuzce et pwt la compi.tnzCR. et la cLU,po~ rk /.>M colla.f..o~,
a /.>u/.>ci..i.4. en moi. la vocaLi.Dn d' UJl. ex.p~.
Je /.>U.-iA JU!COflfleU../.>/.>ani à floru.JUUA. li.olUlni HMS, DiA.eci.2W!. cU R.echeAche au
C. N. R. S., du. Cen.i.A.R.. eU RechMc1I.u, Nucli.~ rh. SLtad.OUl/.g, d'avoM /L.LeJI. voulu
accepteA d'êi.A.e. Û
IUJ.ppOfl.i.R..lJA rh. ce lnR.mOiA.e de 7M/.>e et rh. Hl' avoM tad ~ti.c.i....vt
rh. p"ui ci.eu/.>,,-~ IU!.J7lCiAQu..eA •
Je ~ci.e ~ v.i.v~ flOM~ ]e.an-fI'!~ PA1J.f..11S, P/to~..MeWt cl i.'lIni.veAAilé
LouiA PCiAUwt rh. Si.Juu.B.OWtg, d'avoiA. accepli d'êiA.e le wppol?i...ewl.. rh. CR. di.plô~
docioJta1.. et rh. m'avoM tai.i.. ién.iti.ueA rh. pll...é~eA It€J!1ilI!.qu..eA.
Je LU.nA cl /f..eJn.Mc.i.eA. flon/.>.i..ewt ii.eruU Sû7.(ïOLLé, P/tol-e/.>/.>2W!. d i.'lIn.i.VeA/.>i.li de
PaA..i.A XI, DiA.e..ci€il..ll-
de i.'Ind...i...tut rh. Phyûque NucUa..i.Ae d'OMay, d'avoM {.i.en voulu
t~ p~ ck Jwty cU œile 7M••.
Je. /.>u..L..1 IUlCOnn.a.iA/.>ani.. à fladvno.i./.>eUe (ïen..e.vilve fl'!OliZé, DocieWt è/.>.Se-ie.n~. Au
COLJ../u.) de C€.
tAava.i..1, J'eU.. B..eaucoup app/l.2.ci..é. /.>a compt1.Jzn.ce, /.>a paLi..enœ et /.IQ
gl!Jl.Li.LÙ'_He. Je. pen~ avoM i.aJl.g€JrU2J1.i.. p/l.otdJ. de /.>on expéA...i..en.ce dwtant C.eA qUl'.J.qUR/J
ann.é.eA pCiA/.>ë.eA d.J:mA le Lato/l.atoi.A.e de Ch..i.nz..U. Atcm.i.que. élie a accepté eU tru.A.e
paJl.Üe de ce ].uAy, je l'en l/..l!JI/eAci.e iA.2/.> Plf.otonri.R.menl...

---

Je /lu..w (M.O/Orui..brr.eni.. fl.R..coruw..lA/lan.i à flon/l-i..eU/!. Jean- TIUlnço.i./l COflANDlJ.CU poU/!.
/la diAponil...i.1...i..li et /la compétence à l1.é/lou.dA.e mM pI1.0P...l.2meA de mon.i..age et de
pl1.ogl!.QfT/J1/.Q.L.on. Je wnl.J à R.u...i.. donruvt l'wdl1/l.ilflce de ma l.Jympai1t.i..e poU/!. iouitl l' ~
qu'.i.f m'a appol1.tie dU!1.arti ce tI1.ava.i.1.
Je /U!11IJ2.//..cl.e flarieJno.lAe.I!..f.R.. PaiA.i.c..i.a BtCJt1...l7CJ{ poU/!. /la geni...i..llM/le, poU/!. /lM
encoUl!.agt!.Jll.i?fl.i. et pOUl!. l'.i...rLtbuit qu' e.I!..f.R.. a poJtli d ce iAava.i.1.
J'exptt.iJn.e m.e.1 v.i.p, /U!l7l€/!.~ d f'10fUJ..i..R.J..vz. PlULippe MUA, pOU//. /la compélR.nce
iecJm..i..qU2. d l1.éaUMV/. LM pilCM pOUl!. mVJ 2.XPiA.i..enCJ!h et lM d.R.Ah.ÙW qu..i.. /.i.gu..JUZn.l
dan/l ce mbto..i...u.
Je /le.J7UUtcl.e meIJ co.tf..è.guM du. DépW/.i.em2n:t de Phy/l.i.que de l'l1n..i..ve.AAi..U.. de DakW/.
pOUl!. avoiA aAl.JUA.€
mon /lvw.i..ce. et me pe.AAl~ alll./l.i. de PUPCl/UVl ce mhno~ de lM/le
A LOU/l f.u, mlZJTl.8A..e./l du. LaioJUJ.i..o..iAJz. de ChJ.nU..e Aiom.i..ql.U'., j'ad.A.2/l/le un. coMlin.1.. mtVt.u
pOUl!. .l1lU/l.. ge.nLi...I!..f.R../l/le et POUl!. 1..ewr... MP/t.i.i.. d'équ..i..pe e...l de CIJmW/.ad~,

---

INTRODUCTION

---

rNTRODUCTION
Un des buts poursuivis actuellement par les recherches de
spectroscopie nucléaire gamma, c'est l'élaboration de sch~mas aussi
complets que possible représentant les niveaux excités des noyaux
atomiques ainsi que les transitions gamma nécessaires à leur
désexcitation.
~ous nous sommes demandé
s'il serait possible de visualiser
de tels schémas de niveaux en ne se servant que des transitions
gamma qui les désexcitent vers le niveau fondamental.
Nos réflexions sur ce· thème nous conduisent à proposer
aujourd'hui un instrument et une méthode susceptibles de permettre
la détection, et même le plus souvent la visualisation, des niveaux
excités form6s directement dans des transitions bêta.
Cet instrument et cette méthode on~ sans aucun doute
bénéficié de5 réflexions qui ont conduit [antele et Suominen à
réaliser et à décrire ( 1 ) un spectromètre à coîncidence et addition
à deux dêtec~eurs de Ge(Li). appelé par ces auteurs "summing coincidence
spectrome~er". L'instrument que nous proposons est en effet un
spectromètre â coïncidence et addition à n détecteurs de germanium
( n> 2 ), et la méthode que nous proposons consiste d'abord â
comparer les spectres fournis par des spectomètres à coincidence et
addition â n et à ( n - 1 ) d'tecteurs.

---

3
Cependant nous serons davantage en mesure d'apprécier
l'intérêt, comme aussi les limites, de l'instrument à deux détecteurs
de Kantele et Suominen, et des versions qu'en ont donné Mallet et
Pravikoff ( 2-4 ), si nous exposons d'abord les propriétés d'un
spectromètre à coincidence et addition à n détecteurs.
La première partie de ce mémoire est consacrée à la description
du spectromètre A coincidence et addition â trois détecteurs que
nous avons réalisé et â l'intérêt que présente la comparaison du
spectre de co1ncidence et addition qu'il fournit â celui donné par
l'instrument à deux détecteurs. Nous montrons à ce propos que la méthode
de colncidence et addition fournit de précieuses informations sur le
spin des états excités formés directement dans les transformations
bêta. Ainsi le niveau excité du noyau pair-pair ID8pd visualisé par
l'instrument à trois détecteurs dans notre étude de la désintégration
de ID8mAg peut avoir le spin 6 pour avoir été ainsi visualisé.
La deuxième partie de ce mémoire est consacrée à l'application de
la méthode de coincidence et addition à la famille du radium 226. et
plus particulièrement à la visualisation des niveaux excités du
polonium 214. Cette étude nous &mAne à montrer l'intér~t que peut avoir la
méthode de coincidence et addition ~ deux détecteurs seulement pour
la visualisation des niveaux formés dans une désintégration bêta de
variation globale de spin aussi petite que
~ J - 1 et pour laquelle
le noyau final est un noyau pair-pair peu déformé. Mais cette étude
montre aussi l'intérêt du spectromètre à trois détecteurs pour déceler
des niveaux de haute énergie susceptibles de se désexciter par des
cascades à 3 gammas. Nous avons eu recours à des mesures de coïncidence

---

4
gamma-gamma pour vérifier que le spectromètre ê trois détecteurs
révèle effectivement l'existence de niveaux encore insoupçonnés de
214po à très haute énergie. En marge de cette étude nous signalons
comment la méthode de coïncidence et addition appliquée à la famille
du radium 226 apporte aussi des informations sur les niveaux de 214 Bt ,
et même sur ceux de 210pb , bien que la substance-mêre de ce noyau ne
soit formé que dans 0,021 % des désintégrations de 214 B1 ( 5 ),

---

z
5
"
0-=' 87Q,67fO,25.l
222Fl.I"l(Rl"I)
Z15 RI"l
3.82SJ.
0,0351.
"
a-.=5590"rCt,11
0 ..::. 7266,9 (2.,01
~ 0.1-/.
l1! AI
2.
0(
0<
as
Q;\\= 2891 (13)
aGI: 6S83(5)
(1
0,02 °1.
218po (RelA)
2U Po (RaCJ )
2'0 Po (Ro F'l
3.05 m l'l.
ex
'64~.
138,4 1
"
01):263(13)
~=6"4,73~
a.: 7833,53(""'"
Q -=S~07/SC1(opï
~
{l.J"
21'ei(RaCI
210 BI (Ra El
19,1Sml"l.
5,01j.
0(
~=327'('2J
Q\\1::'1161,5 (1,01
"
Q«=S61S(3)
QQIl,::.5037,8(1.71
""".....L._-f't:?
21J.I'b(RoBJ
21°pt,(RoO)
26,8mn.
19,4 a.
0,021 Y.
0(
~=63.1(0,6J
0(l= 1032 (121
"
0.=3792 (20)
206
210 Tl( RoC'
T1
1,3Qml"l.
'.19ml'l.
al': 5'90 (12)
04='531,2 (1,61
206 Mq
aml'l.
80
'\\l::' 1309 (201
Famille- du ra dium.

---

PREMIERE PARTIE
UN SPECTROMETRE A COINCIDENCE ET ADDITION A TROIS DETECTEURS
PRINCIPE DE LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION

---

6
PREMIERE PARTIE
UN SPECTROMETRE A COINCIDENCE ET ADDITION A TROIS DETECTEURS
PRINCIPE DE LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION

---

7
CHAPITRE l
DEFINITION D'UN SPECTROHETRE A COINCIDENCE ET ADDITION
A TROIS DETECTEURS
Pour Kantele et Suominen. un spectromètre à coincidence
et addition est un instrument capable d'additionner les énergies
de deux gemmas lorsqu'ils sont en cOincidence vraie.
Dans sa réalisation la plus simple, qui était la leur, un
spectromètre à colncidence et addition comporte deux détecteurs de
germaniœm. Selon leur recommandation ( 1 ), tl doit alors comporter
en outre deux préamplificateurs, deux amplificateurs, un circuit
d'addition, un circuit de coincidence et un analyseur multicanaux.
Telle est bien la composition de la partie spectromètre à coincidence
et addition à deux détecteurs du spectromêtre à coincidence et
addition à trois détecteurs que nous avons réalisé, partie que
représente la figure 1. On y Toit qu'une source radioactive S,
contenant un émetteur bêta, est placée dans le trou d'un écran de
plomb reTêtu d'une feuille de cuivre. Si les transformations bêta
de la substance-mêre que contient la source conduisent à des états
excités de la substance-fille susceptibles de se désexciter vers
l'état fondamental par des cascades à deux gemmas. comme dans le
schéma de la figure 2, l'instrument à deux détecteurs fournira un

---

8
PT.
C.T.A.
,
Pb
T.H.T.
Cu
A.L.
1
2
RL.B
.M.C.
0, .. 01 : dÎt'-'::lfIU'" Of' U•.i)
PT
: pl""1M dt' If'fI'Ips (ENMrc
~chjumb""9." 7'''' J
C. T.....
; cortY..ni"wr- 'f'fI'Ips_ampltud. (ConD""l"O 20'3 l
R
: un". d. rortQt'O
(OrIN '16.4.)
....L..
. ampAitico'''''''' lin..... (Conb...,.., '2010)
.... %.
: Ql'I'IplificQI..... .omm. (OM« 'JJ)
R.L.8.
. c.rC\\l" d. r""il\\lt'9rt ~ lr:I JWrw If. bas. (Or/fOc '38)
T.H,T.
'all,",,",C1lion O.~OOClV {Ort.c .'SV}
P.....
: ~.Ol'l'lpll/lcorl'\\l" 1'. Canb.,.ra97Q • 2.Conb.,-r"Q' 200'11
À.M.C.
; anclytt'W' 8191 C~. 1 1'1_1,,11- Pack" S"6 B 1
'. ""'r•• aroalyw. 2. Mt"'•• colncid"I"lCt'.
Figure
1: Schéma synoptique du spectromètre à coïncidence et addition
â deux voies de détection,

---

9
x(AZ)
(3-
E
-
~4
ll'2
~1
~3
o
Y(A,Z+1)
Figure
2: Exemple d'un état excité d'énergie E. formé dans une
transformation bêta, qu'il est possible de visualiser à
l'aide d'un spectromètre à coïncidence et addition à
deux détecteurs,

---

10
spectre d'addition comportant une raie à l'énergie E - E ~l + E 52 -
E ~3 + E J4' Convenons d'appeler "raie de n1veau tl cette raie
d' énergie E.
La figure 3 représente le schéma synoptique du spectromètre
à coïncidence et addition à trois détecteurs. La figure 4 représente
le collimateur contenant la source, et les protections de plomb
latérales. Les trois détecteurs étaient placés â 1200 les uns des
autres autour de la source. L'ensemble collimateur + protections
de plomb latérales, supérieures et inférieures doit être réalisé
avec le plus grand soin, comme nous le justifions plus loin.
L'électronique associée comprend trois parties:
a) la tête de détection, soit:
trois détecteurs Ge(Li) de type coaxial vrai, dont les caracté-
ristiques sont indiquées dans le tableau 1.
- trois préamplificateurs sensibles à la charge, de marque Canberra.
Ils ont deux sorties, l'une pour la voie énergie, l'autre pour la
voie temps.
Tableau 1
Caractéristiques des détecteurs
Désignation des détecteurs
D
>
Dl
D2
3
Caractéristiques 1
Marque
Quartz et Silice
Getac
Getac
3
volume utile (cm )
79
116
86
diamètre extérieur (mm)
50,8
55
46
diamètre du coeur (mm)
8
8
7
longueur (mm)
40
50
53
résolution (keV) à 1,33 MeV
2,2
2,25
2,1
rapport pic/Compton, idem
31/1
38/1
36/1
tension de polarisation (volt)l- 4000
1- 2900
- 2900
- :

---

11
1
R
A.M.C.
2
A.1:.
A.
L
THJ
THI
TH.t
+
C.R.
E.C.
•0,.0,01 0,
~r.u"" Ge (LI)
P.T.
.priM de I~P. (EMr-t« ~ci"lllJml::l«'gr"""l,
1...
P.T.
.iT1'. 0. r.."p. {CClnO.,.N:l 11;20 J.
1
UNti d. ,...rCll"'d lOI"Ie-c 1;10 A l.
"A.L.
.ompMcCl.....l'" linior. (1,2.Conbe'1"1"a 2020 ; 3 - Canb«'ro 2010),
AI:.
ompllficar...-- IOmm. (Conbe-rra 11;05 Al.
R.La.
_CII"CUII <» .....tilu/lon dl- b liqne a. boM (Ortec "38)
con",,"I""" ttn'lp.l_omplitucllo IConl:lln'a
C.TA,.J
1~3l
l:~-.n 11fl'T'lPa-~ (Canb..-ra 20"31.
CTA· 2.," , .. ,
E C.
,Kh.U. 0. comp~ lOl"te-c 1;31}
C.R.
cif'CI.lir dIo C:OlnCldence ropd. (One, <\\1' A 1.
TH.T.
olirNnra/lOn
0-5000'1
(01"'1«
<1591.
pl"'mplificcle'\\.r (1 '2,CanbeN'G 2001 ;3 : Cal"lbWTa 970 l.
PA
_QI"lClly..l.Il'" l'ftJ!ti c:QrlQU)( (Hr-vlelt Packal"'d
5-'168
AM.C.
J.
,t."tr-H onaly.. ; 2,-"rrH colncid""c•.
E.
'IOle wl"9Îe.
T
YOle .emp..
Figure
3: Schéma synoptique du spectromètre â coïncidence et
addition à trois détecteurs. Version permettant
l'observation des trois distributions en temps,

---

---

12
Cu
Pb
V
/
,
,
,
,
,
1 ,;-1--; ,. -'-li 1
---n,)·-' ~ ... ~ ,"'1"'t----
,
1 1 • l ,f 1
1 ,
1'4 l' 1\\
,
--
,
l
'1
1 ,
l ' '1· l ,
,
,
~A
J
' i i '
' ,
r
1 1 •
-- . - c.. • f-', ~::4~~~~I. -
i\\"·-"
--,--
--
•• Q....
1
-
,
"
,
,1
j 1 1
,
\\
l
'1\\ Il
''y . 1 1
't11,~~
1..
~"I
----r of l'~ ....., ", r---
i
L.J._
_.L...J
1
,
,
,
,
---,---,
rh
1
i,
Cu
u
Coup. A-A
Figure 4-a:Ensemble diaphragme et protections de plomb du spectrom~tre
â coïncidence et addition à trois détecteurs. En haut,coupe
verticale: en bas coupe horizontale. Toutes les pièces de
plomb sont recouvertes de 2mm de cuivre,

---

12-2
'tImm
,
,
: ! :
, ,
, ,
:
1
:
I
,. ,
E
A
E
~
lA- -----';-r_';:- -- -,
~
- - y--' -:::::~~~=~J --~-
1
1
_L-..J~
..L.-_ _ L-...L.-_+-
11
74rr.,..1'\\
l'
E
E
g
J lr-OUi )ll 10mm
'~ a 120'
Coup~ A-A
Figure 4-b:Diaphragme de plomb central , sans son rev~tement de
cuivre, du spectromètre ê cOlncidence et addition à trois
détecteurs
En haut coupe verticale. En bas: coupe horizontale;
la source est placée au centre,

---

13
b) la voie énergie, soit:
-trois amplificateurs linéaires, de marque Canberra,
- un amplificateur somme,de marque Canberra,
- un circuit de restitution du niveau de référence, de marque Ortee.
Les amplificateurs linéaires ont pour rôle de
fournir une impulsion de forme gaussienne,
- obtenir un bon rapport signal/bruit en minimisant les effets sur
le signal de sortie dus aux variations des temps de montée pour
des impulsions provenant d'évènements en divers points du détecteur.
La constante de temps a été prise égale à 1 ps pour les trois
amplificateurs. Ceux-ci contiennent leur propre restitution de
niveau zéro, qui peut être sur le mode symétrique ou asymétrique;
dans la présente expérience nous avons utilisé le mode asymétrique.
L'amplificateur somme permet de faire la somme algébrique des signau~
arrivant au~ diverses entrées. Il ne présente pas d'étage de mise
en forme des impulsions. Comme l'amplificateur a une large bande
passante, l'impulsion de sortie reproduit l'impulsion dlentrée, ou
la somme des impulsions d'entrée.
Le circuit de restitution du niveau de référence empêche, ou plus
exactement réduit la dégradation de la résolution introduite par
l'amplificateur somme.
c) la voie temps:
Les détecteurs de Ge(Li) fournissant des signau~ d'amplitude et de
temps de montée très variable, il est nécesseire d'utiliser des
prises de temps appropriées. Nous nous sommes servis de deu~ types

---

14
de prise de temps:
- la prise de temps Canberra 1426: elle fonctionne selon la méthode
de compensation de l'amplitude et du temps de montée, dite A. R. C.
( amplitude and rise time compensation) et décrite ailleurs ( 6 );
la double prise de temps Enertec-Schlumberger 7171. Cette prise
de temps fonctionne selon la méthode de la fraction constante
d'amplitude du signal, qui est décrite ailleurs ( 7 ).
Dans une première version de notre spectromètre à coincidence et
addition à trois détecteurs, qui est représentée dans la figure 5,
les trois sorties des prises de temps vont aux trois entées du
circuit de colncidence rapide. noté C. R., par l'intermédiaire
d'amplificateurs à retard Ortee 416 A . Le circuit de coïncidence
rapide permet de sélectionner l'intervalle de temps pendant lequel
on admet que deux ou trois impulsions sont en coincidence. Une
échelle de comptage, notée E. C. , reliée au circuit de coïncidence
rapide. permet d'enregistrer le nombre de coincidences. Le temps de
résolution était fixé par exemple à 30 ns.
Dans la version définitive que représente la figure 3, nous avons
introduit trois convertisseurs temps-amplitude de façon â pouvoir
contrôler la distribution en temps pour chaque couple de détecteurs,
et vérifier en particulier l'absence de parasites dans la fenêtre
en temps choisie.
Le tiroir de coincidence rapide permet de n'autoriser les données
de l'amplificateur somme que si les signaux des trois préamplificateurs
sont en coincidence vraie.

---

l5
RLS
A.M.C.
2
Â.~,
AL.
AL
C.R.
E.C.
,
"""'.
dêrect«n
0
QI {u 1
1 .°1 -' 0" :
pri.. œt.mplo (En«'tK'5ch~<J-l
PT hl
7'11"),
PT,
P"''' de lem~" (CQf\\tI..-1"'CI 1..261.
R.
ul"llti de l"Iftrd <OI"'IK ,,16 A) .
ampll'ICQl~ hMa!r-e ('.3:~ 2020~ 2:CC1nbrra 20101.
Al..
I<X.
OI"'I"IpMica1'\\l1'" tOmme (CQI'lbtt'f"Cl '1465 Al.
R.La
C""C\\J.I d. r-eûlh.ll,on de la 11er- ~ ba.. (Or-I« .. 361.
E.C.
~nell. d. campflaq. (Orlee H11.
C.R.
CII"'CUII d.
COII"IQdltMce 1'1:lFl'd- lOr-t..: .., .. A J,
QIIrT'IIr'l~
T.H.T.
O·!JlXIOv lOr-t.c ..~I,
p""~phllea'.uf" (1.2 COt1t!...1"'CI 2001; ]·.COl"'O.....-a 9701-
P.A.
Qnoly'.-.r muirl_CClrCI.IX
(H_le" Paclccrd 5.. 16 el
A,M.C.
1,.,;.... oroaly,• . 2. -".... COiN:I~'
E.
VOIe 'n~l.
T
vOl. ""'1".
Figure 5:
Schéma synoptique du spectrom~tre a coïncidence et
addition à trois détecteurs avant l'introduction des trois
convertisseurs temps-amplitude de la version définitive
(cf.Fig.3). Ce spectromètre était associé au diaphragme
représenté dans la Fig.ll,

---

16
Une qualité importance pour un spectromètre à colncidence et
addition à trois détecteurs, c'est de ne donner que des pics d'addition
bien formés, quelle que soit llénergie. Eviter d'avoir des non-linéarités
trop différences dans les trois voies énergie est donc une précaution
indispensable.
Comme en spectrométrie gamma ordinaire, les réglages biquotidiens
sur les pics de contrôle doivent être effectués minutieusement. avec
une tolérance acceptable.

---

l7
CHAPITRE II
LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION
Afin de vérifier le bon fonctionnement du spectromètre à
colncidence et addition à trois détecteurs, nous avons étudié la
désintégration bêta de l'isomère lO~mA8, de période 127 ans, en
lOSpd
Le schéma de désintégration, très complexe, de cet isomère est
représenté dans la figure 6.
Le choix de cet isotope tient aux considérations suivantes:
L'état isomérique n'alimente directement qu'un seul état excité de
ID8pd , un état de 1771,162 keV ( 8 J, de caractère 6+ , et qui se
+
désexcite vers l'état fondamental 0
par une cascade à trois
gemmas.
La figure 7 montre le spectre de coïncidence et addition
fourni par le spectromètre à trois détecteurs avec une source très âgée
d'argent 110 métastable, contenant donc beaucoup d'argent 108 métastable.
Cette source a été mesurée
48
heures. placée dans le collimateur de
la figure 4. Le taux
de comptage était de
5000
coups/seconde sur

---

•
X
~ Il Tl "/, ;: ah 0.6
:li ~
,
~
,Il " 1)9,.~1 TV2 :: 12701'11
Dt.....\\/)
iJ
/ :- 1
79.13'1 T"2= (1nt.
'000
m.
L-1
"
,l:!
...
~
o
T112 :; 2.31nw'l
/
","9 "-
6
'fT11162
1
•
,,'"
~ EC .. ~~ .. =2"M.t.Q.20
'1./J- ,,91.15 iQ.20
~EC.%~+,,9UtOP
Qp":1915:!:1
Qp-:Yt.50tB
i
Op' ~ 'I91S t 1
,0\\\\
'. :J
'~-lJ,
~
"
~
'.~
s.
". ~
10410..221
1
~q...
s;c
632,98
~
~H
• '1.
..
~
"
1
o#,..~'
~
-l-
...
'"
~
~
"~
, "
~OUJa
~c,',.
-
"33,938 ~~
...
'!N n+
o
..Il
c,'
J,,<j;,
"'",.Cd
"
O'
, 0
5<hÎomg prrt.... dl-
, '0
df.SI~oon
x .....rno pari'" dIo ~lCln
106 pd
...
""'",
,.
do
""'m
1,7
Agi 8
dl-
"7"9.
46
IOBm
Schéma de désintégration de
Ag. A droite, schéma partiel représentant la
désintégration bêta de l'état excité vers le niveau 6+ de 10Bpd et la
désexcitation gamma de l'état isomérique. A gauche, schéma partiel représentant
la désintégration bêta de l'état fondamental de IOBAg , d'une part vers lÛSpd
( 3 branches E.C., vers les niveaux de 1314,20; 1441,16 et 1539,95 keV, ont été
omises, leur intensité étant inférieure à 2 10 -5). d'autre part vers 108Cd .

---

....
H 11J1.'"
OP"
'
1: 121 ~14. 61',101. ')],'il11
1
..,
1
~
"""
...,.
~
'"
1
'"
~
• 'W"'" -
•
~'''''''.1,,'''...
1"
-_.
~ ..........-._.......
.
....
- .....,..-------.-...........-"yI'...,..-~~.I'I'-'t'''''''...,... H'...."''yy.'1t....
""', ,
"
'-.
'
• •
•
1
•
1
•
,
. . .
.00
~
000
O"""L
CHANNtL
Figure 7:
Spectre de coincidence et addition de IDSpd, obtenu avec
un spectrom~tre à trois détecteurs (c.f.Fig.)
et une
source de lOBm+llOmAg âgée de 10 ans, en représentation
linéaire.

---

chaque détecteur • Le temps de résolution choisi pour chaque couple de
détecteurs était de 30 ns.
Le spectre en représentation linéaire de la figure 7 suggère les
conclusions suivantes:
- Il ne contient qu'une seule raie d'addition, à 1771,162 keV, qU'il
convient bien d'appeler raie de niveau du niveau de 1771,162 keV de
108pd , puisqu'elle représente la somme des énergies
722,938 ke V (~3) + 614,281 keV (~2) + 433,937 keV (~1)
des gammas qui désexcitent en cascade ce niveau.
- Il ne contient aucune raie du spectre gamma ordinaire de 108mAg ou
de celui de llOmAg •
- Il ne contient aucune raie imputable à l'addition partielle des
gammas de la cascade.
Nous sommes donc bieq.~~us à visualiser le niveau
,
' ,
,
;/ ,',
108m
formé directement dans \\A~êSintégretion bête de
Ag.
Nous préconisons de co~r~r cè spectre à celui que donnerait
1 â
coincidence un spectromêtrEVet addition à deux }êtecteurs seulement. Il n'est
rien de plus facile, puisqu'il suffit de déconnecter un des trois
détecteurs du circuit d'addition, d'une part. et du circuit de
colncidence, d'autre part. La figure 8 montre, en représentation
logarithmique, le spectre obtenu avec deux détecteurs placés à 1200
l'un de l'autre, et compare ce spectre à celui donné par l'instrument
à trois détecteurs. Cette figure suggère les remarques suivantes:
- Au lieu d'une raie de niveau unique, on obtient trois raies intenses
ayant pour énergie:

---

21
~1171,'62k.V 1Clll'd
Ily,,,yZ• Y31
i,
1\\
~
- " , :-
, .'.-
..... -
- ' .-~'.".-~-""'-" •..•.- ,.-_.,- '.-
1
, ..
~•.z:
;. ",,0'__'."; " • ,-,
..:.:
1
-.~..
.,", '/-
""."
"
•
__ . 0 , ' 0 . '
'!Cl
"." .•' •
:.. ' -
\\i.
':'.'..
....:...•.•...-'
l
1
.....,)\\ .{\\
',"
.
Figure 8:
Comparaison des spectres de coïncidence et addition
de IDSpd obtenus
(1) avec un spectromètre à trois détecteurs (Fig.3), et
(2) avec un spectromètre à deux détecteurs ( c'est-à-dire
en n'utilisant que deux des trois voies de détection
du spectromètre de la Fig.3)
et avec une source de l08m+l10mAg âgée de 10 ans, en
représentation semi-logsrithmique.
Le spectre (2) est constitué des 3 raies d'échappement
de la raie de niveau de 1771,162 keV; E::..est une raie
;
,
d'addition fortuite due â l'absorption, dans un meme
détecteur, de deux des trois gammes de désexcitation;
les raies sans étiquette
sont des raies d'échappement
d'une raie de niveau de 2479,9 keV de 110Cd,

---

22
1048,22 keV , c'est-à-dire E p
+ E P'
1156.9 keV, ç'est-â-dire E l"1+Ep' et
1337,2 keV, c'est-à-dire
.
El"2+ E p
Ces trois raies méritent d'être appelées les !lraies d'échappement l1
de la raie de niveau ( ici pratiquement absente ) du niveau de
1771 keV. Ont en effet échappé â l'addition les gammas
~3 • 02 et Gl . respectivement. Hormis ces trois raies, on note
la présence d'une raie de très faible intensité â 1771 keV. Il s'agit là
du résultat de l'addition dans un même détecteur de deux des trois
gammas en cascade, un effet difficile à éviter avec une source très
proche de chacun des détecteurs ( summing ordinaire)
On note aussi
deux raies de très faible intensité correspondant aux trois raies
d'échappement de la raie de niveau de 2479,9 keV de 110Cd • un niveau
6+ formé dans la désintégration bêta
de 110mAg • Elles sont dues à
la présence d'un peu de 110mAg dans notre source de l08mAg •
- On peut dire que la présence,dans ce spectre,des trois raies
d'échappement de la raie de niveau de 1771 keV apporte une confirmation
de l'existence du niveau de 1771 keV • Elle fournit même l'énergie de
ce niveau, puisque l'on a :
- On pressent donc que la comparaison du spectre de coincidence et
addition donné par un spectromètre â n détecteurs
au
spectre de
coincidence et addition donné par un spectromètre â (n - 1) détecteurs
est une démarche essentielle de la méthode de colncidence et addition.
Car non seulement elle permet d'identifier et d'authentifier une raie de
niveau, mais encore elle peut aider â démasquer de fausses raies de

---

23
niveau. Si on n'avait pu disposer que du spectre de cOlncidence et
addition â deux détecteurs. on aurait peut-être été tenté de considérer
les raies de 1048,22 keV et de 1156,9 keV comme deux raies de niveau.
Or seule la raie de 1048,22 keV indique un vrai niveau. le second
niveau excité de l08pd , de caractère 4+ • La raie de 1156,9 keV, elle,
n'est qu'une raie d'addition partielle.
Les remarques qui précèdent nous conduisent tout naturellement à
souligner que deux spectres de coincidence et addition. à n et à (n - 1)
détecteurs, ne suffisent pas forcément â élaborer complètement un
schéma de dés1ntégration. Ainsi les deux spectres de la figure 8 ne
nous révèlent pas dans Quel ordre sont émis les tro!s gammas de
dèse~citation du niveau de 1771 keV. Mais rien ne nous empêche d'y
chercher d'autres informations. Par exemple le spectre donné par
l'instrument ~ deux détecceucs indique une raie. â vrai dire à la
limite du décelable, â 1052 keV, susceptible de correspondre à un
niveau prés faiblement populé directement dans une transition bêta de
I08Ag ( cf. figure 6 J.
Un autre aspect de la méthode de coïncidence et addition, c'est
qu'elle est de nature â donner la valeur maximale de la variation de
spin entre le niveau primaire indiqué par une raie de niveau et l'état
fondamental qui est le terme de sa déseZc1tat1on. çt est ce que montre
l'exemple du palladium 108.
En effet les coincidences qui autorisent la visualisation du
niveau de 1771 keV sont des coincidences pro~ptes. Les gammas en
coincidence ne peuvent emporter chacun
que 2 unités de moment
angulaire. La variation de spin du noyau au cours de cette désexcitation

---

24
ne peut donc être supérieure â 6.
Pour les noyau~ pair-pair, leur état fondamental ayant toujours
+
le caractère 0 • ces considérations sur la variation globale du spin
dans la désexcitation permettent d'énoncer la règle suivante:
"La visualisation d'un niveau excité pa! la méthode de coincidence
et addition â l'aide d'un spectromètre à n détecteurs permet d'affirmer
que le spin de ce niveau excité est 1nf6r1eur ou égal â 2n ".
Ainsi la visualisation du niveau de 1771 keV de lOSpd à l'aide
d'un spectromètre à trois détecteurs permet d'affirmer que le spin de ce
niveau est inférieur ou é8al à 6. Effectivement. ce niveau est un
niveau 6+ ( 8 ).
Dans la Deuxième Partie de ce mémoire, nous allons être témoins
d'applications parfois brillantes et en tout cas diverses de la méthode
de coïncidence et addition. Le lecteur qui serait tenté de la mettre à
son tour en application doit tout de même être prévenu de ce qu'il
est nécessaire de veiller ê la qualité de l'ensemble diaphragme +
protections de plomb. Voici en effet les spectres à deux et à trois
détecteurs
(figure 9 ) qu'il est possible d'obtenir avec une source
de I08mA• si au lieu d'utiliser l'ensemble représenté
dans la figure 4
on utilise celui représenté dans la figure Il. Ce dernier dispositif
a le défaut d'autoriser quelque conversation d'un détecteur avec
l'autre ( crosstalkins ), ce qui permet la reconstitution de raies du
spectre gamma ordinaire. par effet Compton. dans le spectre â deux
détecteurs, et] 'apparition de raies d'échappement dans le spectre à
trois détecteurs.

---

25
g
,
,2
~)
'--
(3)
~ ...... œ...
tOm....
t~. ln -...
,
Figure g:
Spectres de coïncidence et addition de l08pd obtenus
(1) avec le spectromëtre à trois détecteurs, (2) avec
le spectromètre à deuz détecteurs et une source de
108ar+ 11 OmA8 âgée de 10 ans, dont le spectre gamma
ordinaire est représenté en (3). Cette figure 9 montre la
présence de structures dues â l'utilisation d'un diaphragme
insuffisant (celui de la Fig.llJBu lieu de la Fig.4). Ces
structures sont dans (1): des raies d'échappement de la raie
de niveau, et dans (2):des raies du spectre gamma ordinaire,

---

26
"'"
'0lo0o..... ""'22'1
1:~:U Ill' • '''.21'
1
~
'. ,~,~-
------==------=-------=-----=-~
''''
""
Figure 10: Représentation linéaire du spectre (1) de la F1g.9

---

27-1
veu
Pb
/
,,
,
,
,
1 ,.-,-- '·-1-+'
...--- _~_~, ;i-: ~~l , 1:'---
,
. ,'~' \\\\
,
'1
,,1 l
'
: ,i' '1
: '
l ' " ' 1 "
,
i:::d~',· -
,
--,
f-
- .-l- r- : -','"
"IT-~ • _'loi
1
:'. f:,'
,
'. ",.,
,
': : l ,~l~
~.~~'('4-~---
,
' - --··1~ ,
LJ
~
__
__ , - J
1
,
,
~---~--.
Coupe A-A
Figure li-a: Pre~ère version du collimateur et des protections de plomb
du spectromètre à coïncidence et addition â trois détecteurs.
Cette version n'assurait pas un blindage suffisant des
détecteurs et permettait des diffusions de rayons gamma
entre deux des détecteurs,

---

27-2
~mm
, ,
, ,
, ,,
1 1
, ,
, ,
, ,,
1
, ,
1
1
,
,
, ,
~
- ..._~_
_ _
1
..
_ _
.,
§
. - +-
-(
1- -~-I-
----, ~---- .
1
1
i
1
,
,«
J ~I"'OU' ., 'lQmm
ci 120·
Figure I1-b: Agrandissement de la Fig.ll-a. montrant la pièce
centrale de plomb

---

1
1
DEUXIEME PARTIE
APPLICATION DE LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION
A LA CHAINE DE DESINTEGRATIONS DU RADIUM 226
['>-
ET EN PARTICULIER A 214Bi ~ 214po

---

2S
DEUXIEME PARTIE
APPLICATION DE LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION
A LA CHAINE DE DESINTEGRATIONS DU RADIUM 226
ET EN PARTICULIER A 214BI "'-
_,214PQ

---

29
CHAPITRE l
LA V!SUALISAT!ON DES N!VEAUX EXCITES DU POLONIUM 214
Une première tentative d~ visualisation des niveaux excités
de 2l4po formés dans la désintégration
~-
2l4
~ 214
Bi
po
a été faite par Pravikoff et Ythier ( 3, 10 ) sur une suggestion
de Mouze ( 9 ) • Une mesure de cinq jours A l'aide d'un spectromètre
à colncidence et addition A deux détecteurs seulement fournissait un
spectre de raies de niveaux dans lequel on parvenait à reconnaitre
une quarantaine des niveaux COnnus ( 9 ) de 2l4po •
Aujourd'hui des mesures de colncidence gamma-gamma effectuées
par G. Mouze a l'occasion de sa Thèse ( Il ) l'ont conduit A proposer
un schéma de désintégration bêta de 214 Bi que reproduisent les figures
12!15(12).
Aussi paraissait-il tout indiqué d'appliquer A cette désinté-
gration bêta la méthode de coincidence et addition. c'est-A-dire de
comparer les spectres de co1nc1dence et addition que donnent un
spectromètre â deux détecteurs et un spectromètre à trois détecteurs.

---

29-l
1
'"
\\
\\i,O,021
81
llJ
131
"A-~99,979
ai.~61el
a"..317,12
J,o'
~
Jn
"
~.
o.~
,"
,
\\ 0,00131 6.73 1:t. 2· '"l '\\0'
t!}
J16H
:: 1 ç;
\\ 0,00121 7,27 1:t. 2·
"'l 8""
<&'
~'
3"2,3
~ 0.00037 6,21 1%. 21:
"'j
00' lb ::.;
JO'KO
0.00'1
7,15
11 .2.
.R 0/ ~
J06\\Q
\\
~
0":-
0.0191
'.77 '%.2·
, ~
3033,8
~
~ 0.0.' ::'l
<ft
0,0'12
1.23
, ~ -
3013.93
0.0089
7.4C1
11 .2.
IV ,,'Q' 0:::....
~
$1
2999.6
\\
.y Co'
!!}
!\\O'
0.0069
7.1,7
Q':%
...... ",'
t9 ...
2Q~11,
~
rV
C,OHa
7.JO
1!. 2·
2979.03
,.
omos
7.13
IV
'/.; "
"
-e ,.
29.(0,68
:')'
\\
0.
om:2'
7,J5
0,0056
"
'.06 III • '"
~
2921,8,
~
2·
~/'
'" ,,0.
~":
289J.'S
0.0093
7,89
111 .2.
rl(' ... ::J
2e.60.J1
0
:oy~
0.
\\
!J'
0.
-
"'-~- 2869.6
0.00042
9,30
IV
~'.s-
~'O. '9
~
,~- 2861,'
\\ O.OO2~ 8,69 ".r
"'~' ... n,. 0.
2821193
~
\\ 0.0084
8,19
'f -
q;)
'" %"'.... ~- 2ao2.6N
~
rO ~
o.'
0,036
7.58
,•. 2·
," - 2766,03
0,0248
7.81
'•. r
~
2769.83
o.~J
"'" l :Z·l
272/169
~ 0,201 6.93 ,=- Il .1:
2719,21,
0,01,77
7.n
1".2t
2699,12
~ 0.021 ••OS
209a11N
0.020b
7,10
1:1:. 2·
269<,60
~ 0.076 7.M ( 2~J
2662.26
0.0219
8,22
~ •. 21
2630.61
~
i ,
0.070
7.76
1r I
260',72
o,ou
6.10
01. 2-
25",90
~ 0.213 7,'9 0'•2-
2508,06
0.171
7,S9
,:.. 2'
2505.3'
~ 1,'1 6.72 '"
2<62.~0
2.'8
." ,"
2"7.72
\\ a.09(
6.02
11 • 2'
2'23.22
\\ a.~8'
1.'3
Wl
2293.'2
\\ 0.192
7.95
('"1
226b,38
~ 0.1'3 8,11 '"
2208.90
5.12
.,7
,"
nO'.'2
\\ 0"
7.'0
,"
2192,56
~ 0<' 7.73 l'"J
2H7.98
',31
6,81
,"
2116.~'
\\ 0.019
a" (2· )
2caB).!
\\ '01
7,10
0"
2017.30
~ M' 1.'3 (1)/
2010.70
,.
1.32
7.'9
199' .63
1,62
7.52
,"
1-990,31
\\ lU'
.a. ,"
16'1.'3
~ 17.61
6.6J
1 "
176' .'9
..
1
, 0"
17'3.0'
\\
0.115
1
'6.16
us
6.13
'"
1729.ea
~
,"
1 1
1712,95N
0'"
,"
8.00
~66~ .29
\\
0.90
1.51
"
15'3,38
\\ 'JO
0"
8.2'
0"
H15.<9
~"" 7.35 '"
'377,672
021
9m
'"
127',60
\\
.... ,"
1 1
10~5.02N
0079
,
0
,"
.
6OQ,3~3
\\"
7.87
0"
0
2l"Po
Figure 12:
214
Schêma de désintégration de
8i basê sur des mesures de
c.olD.:idence gaauna.-ganuna (II) • première partie,

---

o
~
..-N
Fi.gure 13:
Schéma de désintégration de 21481 basé sur des mesur~s
de co~ncidenc@ gamma-gamma (ll).deulième partie,

---

29-3
,
, '.1
, ,
•
l
,
! i
1
• l'
1
1
.', 1
1 1 1
.' 1i:
•
,; , ,: i :
l '
i 1
.' l ' i
. ' l '
'1 1 li ,1
• 1 1 1 Il i Il
i
1
"
1 1 1
, , '.1 11
1Il Illlll
.' 1 l, 1 1
• 1 1 1 1 1 , 1 1 1 l '
•
•
1 111111
'1 1 •~ Il! 1111 1
,
Figure 14:
Schéma de désintégration de Z14Bi basê sur des mesures
de coïncidence gamma-gamma (11), troisième partie.

---

JO
Nous commencerons par la description de l'expérience réalisée
â l'aide d'un
spectromètre â colncldence et addition â deux détecteurs.
Le schéma synoptique de l'électronique associée est représenté dans
la figurel. Le temps de résolution choisi était de 13 ns. La tête de
détection était constituée de deux détecteurs de Ge(Li) • Dl et D3
dont les caractéristiques sont rappelées dans le tableau 1. p. 10 •
Les détecteurs étaient placés â 18ûA l'un de l'autre et séparés par un
bloc de plomb de
5
cm d'épaisseur, percé d'un canal de
1
cm
afin de placer à équidistance des détecteurs une source scellée de 0,5
~Ci de 226Ra préparée par le Centre Radioch1mique d'Amersham. Le
diaphragme était recouvert d'une feuille de cuivre de 2 mm. La mesure
a duré 82 jours. L'absence de dérive de gain ou de seuil était
vérifiée deu% fois par jour.
Les figures 16 à 23 montre le spectre de colncidence et addition
obtenu. Au-dessus de 2880 keV le spectre a été tassé d'un facteur 2 puis
lissé, et représenté à nouveau dans la figure 24.
On remarque que tous les picS sont bien formés. La droite
d'étalonnage, établie entre les raies de 609,312 keV et de 2728,69 keV,
a pour équation :
E (keV) • 1,60546777 canal + 21,55
Il a été tenu compte de la non-linéarité. dont la variation en fonction
de llénergie est représentée dans la figure
25.
La largeur à mi-hauteur des raies du spectre coïncidence et
addition est représentée dans la figure 26. Elle a 18 valeur attendue
pour des raies résultant de l'addition de deux impulsions.
Pour l'étalonnage en énergie au delâ de 2728 keV, on s'est

---

31
'0'
tU 2'13
1"01'
1
1
'116 ' "
'o'
1
•
'0000
"f'
1
'r
•
,
,\\
i
•
/XlIUI
)
:l
1 .
,
/"1
10000
""'"
1
1
l
l'f .,'1'
'.
"'fa)'
"...
ur,.
A,..'
iV
•
'0000
..
:!!J!! ••:/
l
"
"
;......
-""
""
""
Figure 16:
Spectre de coïncidence et addition obtenu avec le
spectromètre à deux détecteurs (Fig.!) et une source de
226Ra en équilibre avec ses d6riv6s. Première partie.
On observe une diminution de l'intensité du spectre à
basse énerBie. imputable au dispositif de prises de temps.
N: raie de niveau. Les niveaux de 258,87 et 533,66 keV
'
d
214 ,
sont des n~veaux
e
B~,

---

32
,.'
.-.-------
- .-----
5~
9Trm
".1'! III~1.)/:~
FJ' ';;f'
1
,;;~" 1'\\~llrl/ 'F
'!!JI
i' ~ 1 r;.
11J1~1
~
1 1
,
r
~ l
,
'
,.~ 1 l
'sr ~
OOOOl
,
l
' ~'
:r
".
~I l
~
Ul.ll
1·
1 /1\\
1 l
,
i
""ri'} ~I'M!l.lI1 Il )' '!U'I\\I"
~1~' ',"
III' ,r;;;,/
t"··
1"Ill 1
"'.f' l
,'1
'l, -', \\
'" 'I d''f,~ /1,' 'Ji1 1
" ..,
l '
,~ '" \\' \\.,1',' l' ' ' ' l ' i l'} "'1
"'~" l ,,/
'\\ilq
'11, ~ l
'\\
~
"
""l!
~H I~"II
1
'"'000
",-;;r 1/ '
TIIII
"00l
Iy"l
,,
\\'._~';--------~'::--------....,,!:""""----:----I.....
- -
'00
$OQ
CAN....1.
Figure 17:
S~ectre de coïncidence et addition obtenu avec le
spectromètre â deux détecteurs (Fig.l) et une source de
226Ra en équilibre avec ses dérivés. Deuxième partie.
On observe encore une diminution de l'intensité du spectre
à basse énergie imputable au dispositif de prise de temps.
N: raie de niveau. Le niveau de 839,04 keV est un niveau
de 214Bi , celui de 1015,02 keV est un niveau de 214po •

---

]]
servi d'une raie d'addition fortuite située â 3057,t72 keV • et
suffisamment intense pour être mesurable. Elle résulte de l'addition
de deux raies trés intenses du spectre gamma ordinaire, étalonnées
avec soin par Zobel e. 8.
(13),
609,312 + 2447,860 • 3057,172 k.V
Afin d'être en mesure d'évaluer la surface théorique d1une
raie de coïncidence et addition. nous avons mesuré avec soin l'efficacité
des deux détecteurs • Cette efficacité est représentée en fonction de
l'énergie dans la figure 25.
Rappelons que la surface théorique d'une raie de coincidence et
addition correspondant â la désexc1tation d'un niveau donné par une
cascade â deux gammas
a + b
est donnée ( 4 ) par
1
:l
.z.
1
~,J,tl>+éJe.t"
• ab' k. ( ='--"'-2;'-;;':---"--
011 ei est l'efficacité du détecteur j pour le galIlDla i, rab l'intensité
de coïncidence des gammes a et b diaprés Wapstra ( 14 ) , et k un
facteur de normalisation.
Le spectre de coïncidence et addition des figures 16 à 24 a~pelle
les observations suivantes:
1°) En raison de la géométrie défavorable, quelques raies
eztrêmement intenses du spectre gamma ordinaire apparaissent dans le
spectre de cOlncidence et addition, recomposées par suite d'un effet
Compton dans un détecteur avec diffusion vers l'autre détecteur.
Ce sont les raies de 186,211; 241,981; 351,921; et 609,312 keV•
La raie de 1022 keV est une raie d'annihilation: elle est due

---

34
à l'addition de deux quanta de 511 keV associés à la désexcitation
+
de niveaux élevés par émission de paires e
• e
2°) Un grand nombre de raies sont manifestement des raies
de niveau
a) du noyau 214Bi : c'est le cas des raies de 533,66 keV, et
de 839,04 keV, qui représentent des niveaux connus de ce noyau ( 15 ).
La raie de 295,213 keV est en partie une raie de niveau ( 241,981 +
53,226 keV ) • L'énergie de désintégration bêta de 214pb étant de
1032 ± 12 keV d'après Wapstra et Audi ( 16 ) • toutes les raies de niveau!
de 214 B1 se trouvent au-dessous de cette énergie • donc dans une
région moins favorable pour l'observation de raies de niveaux.
Nous
pensons que la diminution rapide de 11intensité du spectre de coinci-
dence et addition quand l'énergie décroit, au-dessous de 1 MeV, est due
à une diminution de la sensibilité des dispositifs de prise de temps
quand l'énergie décrott. L'utilisation des prises de temps Enertec
( figure 1 ) a apporté une grande amélioration de l'intensité du
spectre de basse énergie; il suffit pour s'en convaincre de comparer
les spectres des figures 16 et 17 â celui de la référence ( 10 ).
Pour corriger cette diminution de la sensibilité de l'instrument â
basse énergie , les spectres des figures 16 et 17 devraient
être
multipl1ês par un facteur correctif fonction del'énergi~alune part,
et de l'efficacité des prises de temps, d'autre parc.
Le noyau ~l4Bi se prête moins bien à la visualisation directe de ses
214
niveaux excités sous forme de raies de niveau que le noyau
Po avec
un spectromètre à deux détecteurs pour une autre raison encore que celle
qui vient d'être évoquée. En effet c'est un noyau impair-impair,

---

35
et on s'attend à ce que la densité de ses niveau% excités soit
élevée, et qu'il y existe de nombreuses transitions de basse énergie,
donc fortement converties. entre les niveaux de basse énergie. Or une
transition convertie ne peut pas, si la conversion est intense, contribuer
à une raie de niveau,
En examinant notre spectre de colncidence et addition en
représentation linéaire des figures 16 et 17. G. Mauze a remarqué des
raies de 471: 776,3 et 785.96 keV qui ne trouvaient pas d'explication
dans le schéma de niveaux de 214 po • Elle a donc avancé l'hypothèse
qu'il pourrait s'agir de sommes de deux gammas appartenant à des
cascades triples de transitions d~sexcitant un niveau de 21481 dans
lesquelles une des trois transitions est fortement converties ( 11 ).
Effectivement, si 471,0 keV est la somme de deux gammas connus ( 15 )
de 274,80 et 196,20 keV, de 214 8i , et si cette cascade désexcite le
niveau de 533.66 keV, il doit exister un niveau â 62,66 keV dan~ 214:
Et si 776,3 keV est la somme 462,00 + 314,32 keV ainsi que la somme 580. 13
+
214
196,20 keV
de gammas connus de
8i, et si ces cascades
désexcitent le niveau de 839.00 keV de 21481 , i l doit bien exister un
niveau de 62,68 keV dans ce noyau. Enfin si les cascades
580,13 +
205,68 keV et 543,81 + 241.981 keV désexcitent le niveau de 839,04
keV. comme le gamma connu de 785,96 keV , c'est qu'elles alimentent
le niveau connu de 53,226 keV. G. Mauze remarquait alors que 62p8
keV, c'est presque la différence Q,xO
- Q 0<..1
de la déSintégration
0( de 218At , si l'on se r~fère aux derniers travaux de Walen et
Bastin-Scoffier ( 17) sur les Cl( de l'astate, et qu'il en résulte
que le niveau de 62,69 keV ( 11 ) est alimenté par 0(. Ces observa-
tians ont stimulé de nouvelles recherches sur les niveaux excités de

---

36
214 S1 ( Il,18 )~ autre le niveau de 62,69 keV, d'aucres niveaux
encore ont été proposés, à 'v 102.4 keV ( pour rendre compte de
la troisième transition C( de 218At )
377,00 keV ( pour rendre
compte de cascades telles que p. ex. 462,00 + 314,32 keV ), et 797,27
keV et 888,0 keV ( pour tenir compte de mesures de coïncidence
gamma-gamma ). C'est dire que si la méthode de coïncidence et
addition ne permet pas de visualiser A l'aide d'un spectromatre à
deux détecteurs
tous les niveaux excités d'un noyau impair-impair,
même lorsqu'il est formé dans une désintégration bêta de variation
globale de spin égale â 1, elle parvient cependant A detecter indi-
rectement ces niveaux par l'observation de cascades partielles à
deux gammas.
214
b) du noyau
Po: c'est le cas d'un très grand nombre de
raies d'énergie supérieure à l MeV des figures 17 à 24, signalées par
la lettre N. Ces niveaux ont l'énergie des niveaux représentés dans
le schéma de niveaux des figures 12 à lS. Trois de ces niveaux ont été
observés pour la première fois grâce au spectromâtre â coincidence et
addition à deuz détecteurs: ce sont les niveaux de 1015.02 keV.
1712,95 keV et 2802,6 keV.
Il est intéressant de pouvoir affirmer que tous ces niveaux
ont au plus le spin 4. du seul fait qu'ils ont pu être visualisés
à l'aide d'un spectromètre à deul détecteurs. Cela résulte de ce
que la variation maximale du moment angulaire d'un noyau lors de
l'émission de deux gammas prompts en cascade est de 4 ~ , et de ce
•
214
+
que le caractère de l'etat fondamental de
Po est 0 .

---

En fait, un seul de ces niveaux a été prouvé avoir un spin 4 ( Il )
C'est le niveau de 1015,02 keV, qui est le premier niveau excité de
~
214
caractère 4
de
po • En effet la systématique du mouvement des
premiers nivesux excités des noyaux pair-pair du polonium montre
qu'il est plausible que le niveau 4+
de 2l4po ait une énergie telle que
1
1015,02 keV. Mauze, Ythier et Cvmanducci ( 12 ) ont présenté un autre
argument; ils ont montré que dans un diagramme de Casten, Brenner et
/( 20)
/
~
~
Haustein représentant le rapport E(4 )/E(2 ) des énergies des premiers
états excités des noyaux pair-pair en fonction du paramètre P -
Np N
/ ( Np ~ N
)
, nù Np et N sont les nombres de protons de
n
n
n
214
valence et de neutrons de valence, le noyau
Po se place remarqua-
blement bien, â condition d'étendre cette représentation jusqu'aux
noyaux â P - a (figure 29 ). Mouze et Ythier ont proposé récemment une
autre représentation du rapport E(4+)/E(2+), dans laquelle le paramètre
Pest remplaci 1. rapport U 1 ~ : U est la contribution à l'énergie
interne des couches de valence des interactions attractives entre
nucléons de valence, et ~ est l'~nergie totale de liaison des
couches de valence ; U et ~ peuvent être calculés à partir des données
214
masses ( 19 ). LA encore le noyau
Po se place remarquablement bien
( figure 30 ).
L'existence des niveaux de 1015.02 keV et de 1712,95 keV a été·
démontrée par des colncidences gamma-gamma ( 11). En ce qui concerne
le niveau de 2802.6 keV, nous apportons la preuve de son existence
par des mesures de coïncidence réalisées avec le dispositif de la
figure 31 • Nous avons observé un gamma intense de 598,48 keV en
coincidence avec le gamma intense de 2204,215 keV de 214po ( figure
32 ). Ces expériences suggèrent le schéma partiel de la figure 33 .

---

38
L'existence de ce niveau a été confirmée par l'observation de la
coincidence du gamma de 1038,02 keV avec le samma de 1764,494 keV
( Il ).
Le spectre de coîncidence et addition donné par l'instrument
à deux détecteurs contient des raies qui ne peuvent être interprêtées
comme des niveaux. Ce sont des raies d'échappement de raies de
niveau. Il s'agit de niveaux susceptibles de se désexciter
vers le
niveau fondamental par des cascades à trois gammas. On s'attend à ce
que ces raies disparaissent dans le spectre de coincidence et addition
donné par l'instrument â trois détecteurs. Nous verrons ( chap. IV )
qu'il en est bien a1nsi. Dans le spectre en représentation logarithmique,
les plus intenses de ces raies d'échappement ont pour énergie:
1064,8; 1120,287; 1155.22: 1238,11: 1312,2; 1329,0: 1385,3;
1509,228; 1816,6: 1838,33: 1873,10: 2085.22; et 2405 keV.
En fait, chacune de ces raies correspond! plusieurs cascades à deux
gammes.
Grâce à la durée importante de la mesure ( 82 jours ), et
grâce! un tassage et à un lissage du spectre ( cf. appendice ),
nous disposons, avec la figure 24, d'un spectre de haute énergie
dans lequel il para!t possible de dist1nguer quelques raies. S'agit-il
de raies de niveau correspondant! des niveaux dont l'existence
n'était pas encore soupçonnée
jusqu'ici?
Nous avons fait des observations analogues dans le spectre
donné par l'instrument à trois détecteurs ( chapitre IV ). Aussi avons-

---

39
,
"""
1
...
"1
CAN.....
Figure 18:
Spectre de coïncidence et addition obtenu avec le
spectromètre à deu~ détecteurs et une source de 226Ra
(suite 3). Les raies signalées par N sont des raies
de oiveau% de 214po • La raie de 1218,6 keV est la raie
d'addition fortuite la plus intense du spectre
(609,312 + 609,312)keV • Les raies qui ne sont pas des
raies de niveau% sont des raies d'échappement de raies
de niveau,

---

2011.30"1
~
'c'
~
2CS!.J!N
2C&"~1
"",,,,,
JCCOO
"<al
,
~,
, \\
"•
,
,
'COO
''CO
'''0
Figure 19: Spectre de coincidence et addition obtenu avec le
spectromètre à deu~ détecte~rs et une source de 226Ra
(suite4). Les raies qui ne sont pas des raies ce niveaux
sont des raies d'échappement des raies de niveau. C'est le
cas par exemple de 1816,6 ( 2482,50 - 665,49)keV
; 1873,10
(2482,50 - 609,312 )keV; 1913,1 (2719,24 - 806,18 )keV,

---

<:_-~
Figure 20: Spectre de coïncidence et addition obtenu avec le
226
spectromètre â deux détecteurs et une source de
Ra
(suite 5). Les raies qui ne sont pas des raies de niveaux
sont des raies d'échappement de raies de niveau, par exemple
2176,49 (2786,03 - 609,312) keV ô 2251,6 (2861,1 - 609,312)keV;
2284,8 (2893,48 - 609,312) keV; 2404,7 (3013,93 - 609.312)keV.
La raie de 2373,8 keV est la somme fortuite
609,312 + 1764#494 keV. Il y a une indication de raies à
2385,4; 2395,04 (peut-~tre L
1729,595 + 665,49); 2434,4;
,
2460,5 et 2470,2 keV,

---

2000
1000
1000
'700
CANAl.
'000
Figure 21: Spectre de colncidence et addition obtenu 8Tec le
spectromètre ê deuE détecteurs et un e ~ource de 226Ra
(suite 6). Les caies de 2896,96 et 2962,81 keV sont
probablement aussi des raies de niveau de 214po . car des
QammB' de 2287,65 (App.i) et 2353,50 keV (id.) ont été
observés dans le spectre gamma en co1ncidence avec
le gamma de 609,312 keV (ApP.4),

---

200
1
100
,Iii
r
'900
CANAI.
2aaa
Figure 22: Spectre de coïncidence et addition obtenu avec le
spectromètre â deux détecteurs et une source de 226Ra
(suite 7). La présence d'une raie d'addition fortuite
609,312 + 2447,860 • 3057 172 keV permet de vérifier
9
l'étalonnage du spectre de haute énergie. La raie de
3005,8 keV pourrait être une raie de niveau, car une raie
, de 2396,3 keV semble présente dans le spectre gamma en
coïncidence avec le gamma de 609,312 keV (cf. Fig.3B).
En raison de la statistique insuffisante de ce spectre,
nous l'avons tassé et lissé (cf. Appendice 2,3) et obtenu
le spectre de la Figure 24,

---

44
".:'" ",..:'
2~O
200
r
1
1\\1
1 .
1~O
~o
1
3200
32!0
CANAl.
Figure 24: Spectre de co1ncidence et addition obtenu avec le
spectrom~tre â deux détecteurs et une source de 226Ra•
Ce spectre diffère de ceux des Fig.21 et 22 en ce Qu'il
a été obtenu â partir de ces derniers par tassage et
lissage (cf.App.2.3)En représentation linéaire (figure
du bas), la présence de quelques raies de faible intensité
soulève la question de l'existence de niveaux nouveaux
de 214po 4 très haute énergie. La recherche de la
correspondance entre les raies de ce spectre et les données
des coincidences avec le gamma de 609.312 keV fait l'objet
de l'Appendice 4.

---

45
, a
,
".
{kiNl
-Q,5
-1"
E (kM: 1.60S46717C + 21.55
-'~aL----'~aa----'aaa""---~:::----:2aaa"",.----:2c:saa:;;;-----;J:=aaa=---­
E lkA')-
Figure 25: Courbe de non-linéarité du spectre de coincidence
et addition à deu~ détecteurs.

---

46
-
l
, 8
11/2
(k.VI
6
ol..-_-~_ _~_ _L-.._--,--L-.._ _'--_~'-_
500
1000
1500
2000
2500
3000
En (k.V)-
Cou/"'b. /",.-p/",,pSMl<JllW d. 10 Iar-qfou/'" à mi-naul~/'" d.s ptcs t'n ronchon df' (fonft""9l.
dH nr..aull
(coÎncdfonc;. .. addition à dIoulll d.tKI~M 1.
Figure 26

---

46-2
1
x 22~ Ra
••
'§
,03+_ _--r_...,.......,............-rTT,---...,...-,--r-r....
2
'0
. ..
. G:' du d~.-cleur Dt"
101"'1 dft
EtTlcad.. ,...IClI"".
@dU d.t.-cff\\l"
D3
u.pé-ri.ncn de- c.cll"Icid.ne.
~.'t.,., d. CQ;I"ICldHlC. ., cddltlon
Figure 27: Variation avec l'énergie gamma de l'efficacité relative des
détecteurs (Dl et 03 cf.p.lO) utilisés dans le spectromètre
A coincidence et addition 4 deux détecteurs.

---

46- 3
3
,
220
-
Ra
" "'00
316~66
220R n -0
2:WTh
9921
310,22
•
208 Po
/ 2 ' 8 Rn
0
•
21e
''''''
320.66
2 2OOp';-.
_
Ra
16'U
3'e~'5
202
- - - .
0
_ 2'·Rn
Po
•
528.
330.31
2O'PO ___
_ 216
ll
Ra
382.
318.83
20.
....--
-
2"po
Po
~2"
2"3,1
339;1.2
1,5
2,2
Rn
2683.0 : 335.31
Pb
2'2
1
2,oPb
Po
1'39.' : 359.15
_ _2'Op0
1
- 2"Ro
P -
1 J--:-212 Rn ,
I
1
1
1
1
,
,
0
2
3
5
•
7
Figure 29: Extension du diagramme de Casten Brenner et Haustein
(Phys.Rev.Lett.58,7(l987»
proposée par G.Mouze
et al. 112/ pour situer le noyau 214po parmi les noyaux
"du type (j)2".

---

2'
2.0
, :!---___:~--___:'7::_--____:c._--____:":""""-_;___:c:_--___:',...._
a
0.'\\
a2
aJ
0.4
U/E~
as
Q.6
+
+
Figure 30: Représentation du rapport E(4 )/E(2 ) des énergies des 208
deux premiers états excités des noyauI pair-pair trans-
Pb
S
en fonction du rapport U/E
de grandeurs énergétiques
B
caractéristiques des couches de valences (voir texte).

---

47
THTI
\\ !"
Ir.H.TI
PA, D, 1J!f{\\0, l'A.,
~
c"
1
~
•
1 PT 1
lALI
•
ICAO. t 1 !CAO.,
CTAt-
~
1 FtM,,,.
Oigllal.
Il F'"oc'I;~r
H,P 5~
vi,\\,!. H.P
5431 B
Dl
d~tll'tl~" atlL.' l
01
:d.'Ktl".lr" G. (Li 1
PT.
: prit. d. tf'mP' (E"""tK 'c"'lwmb",.g." ''l'P. 7171)
C.TI>.
:<._t'I"'tis""",
tf'mp •• omphtlJd.
(Conb.,.,.o 2043)
R.
:""'11.
d. ,-.rcrd (Orotte "6.'
•. L.
:amplifical""'" ~rWal""
(Cono"',-o
2020)
C.AO.
:c~,.tift.....,. onologlq\\lt' dUJlal (1. Tr-ocOI"·Nof'tn.r"" ''213 ;
2 _ H_I"It. PacillClrd 5416 B 1
T,H.T.
;Qli"'''"'atio" 0.5000\\1 (O,.I,C 459 J
P....
:prmp~tieClI""'" (T.ea,~....l"Q 91t1;2.Ccnb""r-a 2(01)
Figure 31: Schéma synoptique du spectromètre ê coincidence

---

48
G. (Li)
( D l )
351.921
295.213
T
76X
2".981
T
T 88X
T T2~80 fi
\\
_(_-J ..JiI, __)\\:!
............ ~... r:~rl~
".........
,
'. '......i,h, ~Ji
~
"".,
./ \\.
25',? ~,,21
22955
tu
...
"1
295,213 351.921
511 0
~tu
1 1)1
T
1
...
1
;;
1
1 1
1 1
111 111!1
/1 1
1
10
l
'
l
" Il
,
1
1
.
1
6200
6300
CANAL
A
Figure 32-1: Spectre ~ en coïncidence avec les fenetres de 2192.4t2.D keV
et 22D4.2t2.0 keVj région de 44 â 516 keV. Le spectre gamma
ordinaire est montré pour comparaison. S: structure due
à l'effet Compton.

---

6500
CANAL
Figure 32-2: Spectre i en coincidence avec les fenatres de 2192.4:2.0 keV
et 2204.2~2.O keV: région de 516 à 989 keV. Le spectre gamma
ordinaire est montré pour comparaison.

---

50
2802.6
11-'
~
~
11-'
0,
-
2728.69
II-
&
n,'
~-
~
2698.31
,.ç-
11-' -
2508.06
R
"v
2204.12
o
Figure 33: Schéma partiel de désexc1t8t1on de 214po déduit de l'étude
de la fenêtre de 2204,2 ~ 2 keV. Le niveau nouveau de
2802,6 keV se dése:z:c1te par un gSIlIII8 intense de 598,48 keV
vers le niveau de 2204,12keV,

---

51
nous été amenés à procéder à des mesures de coincidence gamm~-~amma
de très longue durée, avec sur la voie mesure un amplificateur à
seuil ( figure 37
). Nous examinerons au chapitre IV les rêsultats
préliminaires de ces mesures.
Au terme de cette étude sur la visualisation des niveaux
214
excités de
Po, on peut s'interroger sur les raisons du succès
de notre tentative.
I l nous semble que la raison essentielle est que, pour ce
noyau, la variation globale du spin entre état initial ( l'état
fondamental de caractère l - de 21481 ) et état final ( l'état
fondamental de caractère 0+ de 214po ) de la désintégration bêta de
Cette situation entraîne en effet que les états excités
primaires de 214po ont pour spin O. 1 ou 2. De tels états ont tous
une grande probabilité de se désexciter vers l'état fondamental par
une cascade 4 deux gammes.
Les noyaux dont il dOit être faCile de visualiser les états
excités nous paraissent être les noyaux sphériques fo~s dans
une désintégration bêta de LlJ
global très petit.

---

52
CHAPITRE Il
RECHERCHE DE NIVEAUX EXCITES DE HAUTE ENERGIE DE 214PQ
A L'AIDE DU SPECTROMETRE A COINCIDENCE ET ADDITION
A TROIS DETECTEURS
Que peut-on attendre d'un spectre de coincidence et addition
de 214po mesuré avec un instrument â trois détecteurs ?
On peut certainement attendre des informations sur des
niveau~ de très haute énergie. Car plus l'énergie d'excitation
augmente, plus augmente la probabilité dfune d'sezcitation par
une cascade â trois gammas
Au-delâ de l'énergie de désintégration bêta de 214Bi • on peut
attendre. en outre, des informations sur les niveaux excités de
210
214
01. 210
Pb. en dépit de la petitesse de l'embranchement
B1 ~
Tl.

---

53
Nous avons mesuré le spectre de coincidence et addition
d'une source de 0,5 pei de 226Ra â l'aide du spectromètre â trois
détecteurs décrit dans la figure 3 • Pour chaque couple de détecteurs
le temps de résolution était de 30 ns, La mesure a duré 75 jours.
Le taux de comptage sur chaque détecteur était de 5000 coups par
seconde
La. figure 34
représente le spectre obtenu. aprés tassage
et lissage. La. faible statistique nécessitait ce tassage et lissage
( cf. appendice)
Ce spectre appelle les remarques suivantes:
1°) Entre 609,31 et 1729,60 keV • le spectre en représentation
logarithmique ne présente pratiquement pas de raie de niveau.Celà
,
'f'
l
1
d
214p
' d
'
11
S18n1 le que
es n veaux
e
0 comprls
ans cet lnterva
e
d'énergie ne se désexcite que directement vers le fondamental et par
des cascades â deux gammas.
2°) Au-dessous de 609,31 keV ( rate fortuite) l'intensité des
raies de 295,213 et 351,921 keV semble indiquer que les niveaux
correspondants de 214Bi peuvent se désexciter par des cascades â
trois gammes. Ces modes de désexcitation sont encore mal connus.
3°) Entre 1729,60 keV et 3094 keV, on reconnatt de nombreuses
raies de niveau de 2l4po • signalêes par la lettre ~. Les niveaux
correspondants ont une grande probabilitê de se désexciter par
des cascades â trois gammas. Les raies qui n'ont pas ce label sont
peut-être des raies d'échappement.
Idernières
4°) Une de ces taies a cependant retenu toute notre attention

---

S4
..... ,.. ,
.......
,.'
,,'
,
,"sa
1
"00
"sa
1
17"29,60
1
.......
27'2l!,69N
1400
1seo
1
~3 1<sa
~2561 21l69.6N
31<17
" 1281'l21
1m.."", ~
321C19
'.':-T
I~ 1.~,2
32317
' l , .
IJOS~
~8
50
Aj\\~~m~.::. IP.;"
.,;11 .." .
li'
III
\\j~\\,
.',
"
1 \\
4
"
\\
.•.. 1\\ to A" ,.,
."
·····'f ."',-
,
V",',
. .
1.5.50
1600
Figure 34:
btenu avec un
colncidence et a ddition 0
(cf .Fig.3) et une source
~C1.
Spectre de
is détecteurs
de 0.5
spectromêtre
Ra
à tro
avec ses dérivés
moins nombreuses
226
en équilibre
,
de niveau .ont
s 16 à 22.
de
A
,
les ra1es
des figure
moyenne énerg1e.
dans le spectre
au sont nombreuses.
que
de nive
V
oins intenses,
k V) les raies
de 2416,9 ke
(E~
et m
2400
e .
La raie
A haute énergie
11e. (voir texte).
,
nt par cascade
s sont nouve
21Üpb se désexc~ta
Certaine aie de niveau de
a
2416,58 keV,
est une r
297 8 + 799,65
'pIe 1319,13 +
,
tr1
36
cf. Fig. 35 et Fig.
,

---

55
609,312
1
E = 1319, 1 ~ 1,61uV
609,312
""1
E. 1321.5 ~ 1,6 k.V
Figure 35-1: Spectre gamma en côinc1dence avec la fe~tre de
1319,1 ± 1,6 keV; région de 108 à 755 keV. Le spectre
,
~
gamma en coinc1dence avec la fenetre de 1321,5 t 1,6 keV
est montré pour comparaison. S: structure due à
l'effet Coœpton.

---

56
e:. 1321.5 : 1.6lc.V
T
1
7'00
7500
CANAL.
Figure 35-2: Spectre de cOlncidence avec la fenatre de
1319.1 ± 1.6 keVj région de 755 à 1410 keV. Le spectre
A
gamma en coîncidence avec la fenetre de 1321.5 ± 1,6 keV
est montré pour comparaison. Le gamma de 799,65 keV est
en coïncidence. La présence ,dans la fenêtre. des gammas
1316.99 et 1317,7 keV (cf. App.l) est responsable des
gammas de 768,356; 934,061 et 1377,669 keV

---

57
2416,58
co
r-..'
0-
N
_...L..._...,....._ ~ - 1097,45
0-'
0-
r-..
799,65
o
5chéma
partiel
de
désexcitation
de
210pb
déduit de la
fenêtre de
1319,1:t 1,6keV
Figure 36

---

,,
[THT
\\
Pb
T.HTl
1
PA 3 D3
D2 PA 2 -'
CU
IAL 31
B.A.
AL,I
PT.
C.A.D·3
C.A.D·2
U
l )
R
F.nÎotr'.
Digitel.
l-
l
R 1-- C.T.A.
PrOC.SMur"
H.P 5-422B
Visu. H.P.
5-431 B
5
: ~0u1"'C • • collrnoll\\r en plomb.
D2
;dét.cleot.lr- Ge<LJ)
03
d.tifct8'lJr- G.<LiJ
PT.
:priM de lemp' (En."IK
5cn[umb...-g.,. 7171).
c.T.A.: conv.,.tilMUr
t.",pl-Qmplitud. (Conb.,.r-o
20-43).
R
: unir. d. r-e-tord
(O,.t41:
-416 A),
B.A. :amplific:et....,.. -Loup.- (Conb.r-I"'O
1467).
A.L.
: omphfic:aleur [rne,ar-.
(Conben"'C1
2020 l
C.AO.: conv"'li~,. at'IologlC=llJ. dIgital: (2 _H.wl.,.. Packar'd 5-416 Bl.
13-Tl'Occr NONn.r-n 12131
T.H.T. :alimeonrotion
0_ SOOOV
(Or-tec 459).
PA.
'pr-éocmpllficat....,.. (2 ef3 ~ CQnb.,.l"'C1 2001).
Schéma
$ynoptiCiu.
du
sp.c:rr-omèlr-.
à
co'incideonc.,
~-~
C1\\1K
C1mpllrrcQ.t~r-
·Loup.... delnl
la
'Joie
m.'ur-•.
Figure 37

---

59
20
22n
+---~----t-I
- - - - I I >
1200
1300
Figure 38-1: Spectre gamma ( tassé) en coincidence avec le gamma de 609.312keV
obtenu avec le dispositif de la figure 37. Les gammes entourés
d'un cadre sont en côincidence. Les indications de coincidence
sont signalées par un cadre en tirets.

---

59-1
Fenêlre de
609,311: 2.16keV
t
1B47,420
IB73101
11B3B.3F
. 11B95.92 1
1
1764.494
"
Il'B9B.681
120B5.22nl
, r
19791
n
, n m
,
2052.94
L2_16SM.~~J
1
193552
r26~i9n;
l.: __ • •'_
..
...•
/\\
. '
•
'199~ 6n' ~
/. \\
. \\ ... ' ...~76.49
..... . . . . .
i. .'
,.i, 1\\
'Or"fI /'. Ji \\' l'I.I,\\.L2_'3_2IA~
\\'.
'.1'0. • . . i, . Ii
.\\
....... \\ ...)
\\ .. ;
1
\\
··· .... v.'\\;./\\./·\\
L.
..
".,... 1
\\
.
v .......1.
,
~
200
10
300
400
CANAL
Figure 38-2 : spectre gamma (tassé et lissé) en coïncidence avec le gamma
de 609.312 keV obtenu avec le dispositif de la figure 37.
Les gemmas entourés d'un cadre plein sont en coïncidence.
Les indications de cô1ncidence sont signalées par un cadre en
tirets. Ce spectre confirme l'e~istence de niveaux de haute
énergie jusqu'ici insoupçonnés de 214po.

---

60
c'est la raie de 2416.9 keV • Nous croyons pouvoir l'identifier
comme une raie de niveau de 210pb • Nous fondons notre conviction
sur les résultats d'une mesure de colncidence gamma-gamma réalisée avec
l'instrument de la figure 31. avec une fenêtre découpée autour de
l'énergie 1319,1 keV. La figure35
montre le spectre cie coincidence
obtenu,et la figure36
le schéma partiel par lequel nous l'inter-
prêtons: Le gamma de 1319.13 keV ( Il ) est trouvé en coincidence
avec deuz gammas connus. L'un d'eux est le gamma de 799 65 keV observé
1
pour la première fois par Hachem ( 21 ) et interprêté comme d6sezc1-
tant le premier niveau excité de 210pb • L'autre est un gamma dont
l'énergie a été indiquée d'abord par Weinzierl ( 22 ) puis mesurée
avec soin par G. Mouze: 297,8 keV ( Il ). Il y aurait donc un
niveau de 210pb 4 2416,58 keV. Or un niveau de 2410 ± 15 keV a été
1 (23)
observé dans 210pb par réaCtions nuclêairesJ Le niveau de 2416,58
keV n'est pas visualisé dans le spectre de cotncidence et addition
donné par l'instrument 4 deux détecteurs, même dans sa représentation
linéair~. Il s'agit donc probablement d'un niveau se d~sexcitant
par une cascade 4 trois gammas.
5°) Dans la région comprise entre 2728,69 keV et 3287,9 keV,
et en particulier au-dessus de 3094 keV des raies sont visibles qui
ê
d
214p
d ' d
pourraient
tre des raies de niveau
e
0, correspon ant ~
es
niveaux se dêselcitant par des cascades 4 trois gammBs. Des
mesures de colncidence gamma-gamma de plusieurs mois avec le gamma de
609,312 keV devraient permettre de les identifier • Nous avons tenté

---

61
l'expérience à l'aide du dispositif ~eprésentê dans la figure 37
comportant un amplificateur è seuil dans la Yoie mesure.
L'expérience a duré 94 jours. Le spectre obtenu, tassé et lissé
â cause de sa faible intensité
fait apparaître de nombreuses
raies au-dessus de 1764,494 keV. Il est représenté dans la figure 38
L'interprétation de ce spectre est délicate. Bien que son analyse
ne soit pas entièrement achevée.1l est déjà possible d'affirmer
que de nombreuses raies de haute énergie de nos spectres de coïnci-
dence et addition obtenus avec l'instrument à deux détecteurs ou
avec celui â trois sont bien des raies de niveau de 214po •

---

RESUME ET CONCLUSIONS

---

62
RESUME ET CONCLUSIONS
"Est-il possible de visualiser les états excités d'un noyau formé
directement dans une transformation bêta? Est-il possible de le faire
en se servant uniquement du rayonnement de désexcitation gamma de ces
niveaux ? Cela est-il possible, même si une partie du rayonnement de
désexcitatian des états à visualiser est fortement convertie?"
c'est à ces questions Que nous avons tenté d'apporter une réponse.
Nous proposons un instrument et une méthode capables de détecter, et
le plus souvent de visualiser, les niveaUJ excités formés dans un noyau
lors d'une désintégration bêta.
Dans la première partie de la Thèse nous avons décrit un nouvel
instrument, un spectromètre à cOlncidence et addition multi détecteurs,
dans une réalisation la plus simple d'un spectromêtre à trois
détecteurs. Un tel instrument est capable de visualiser un niveau excité
d'énergie E se désexcitant vers l'état fondamental du noyau par une
cascade à trois gaDll18S: 13 +(2 +(1. Il réalise en effet l'addition
des énergies Eyl' EY2 et Er3 de ces trois g8lŒl8S, s'ils sont êmis
en côincidence. Un tel instrument est constitué principslement de trois
détecteurs, d'un dispositif élaboré de côincidence triple, et d'un
circuit d'addition des impulsions en côincidence.
Dans le deuxiême chapitre de cette premiêre partie, nous avons décrit
le méthode de côincidence et addition pour la visualisation d'un état
excité d'un noyau, à l'occasion d'une application simple du spectromêtre
â trois détecteurs à l'étude de la désintégration ID8 mAg B.C.
~8pd.
La méthode, dans ce cas précis, consiste à comparer les spectres obtenus
4 l'aide soit de trois détecteurs, soit de deux détecteurs.

---

63
Les spectres sont complétement différents: le premier ne contient qu'une
"raie de niveau", il 1771.162 keV, le second ne contient que trois ll
raies d'échappement de la raie de niveau", ayant pour énergie
(E-E~3)' CE -E(2) et (E-E
). Nous avons montré que cette méthode
NI
fournit une valeur limite du spin de l'état excité: J46.
10fL
.
+
Effectivement, l'état de 1771.162 keV de
-Pd est un D1veau 6 •
Dans la deuxième partie de la Thèse nous nous sommes occupé d'une
application de la méthode de coïncidence et addition il l'étude des
niveaux excités de 214po formés dans la désintégration f-'- de 21481 •
Nous avons d'abord montré (chap. 1) qu'un spectromètre à deux détecteurs
seulement permet de visualiser une soixantaine de niveaux excités de
214po connus. ou découverts tout récemment (1015.02, 1712.95 et 2802.6 keV).
Toutes les raies de niveau du spectre à deux détecteurs doivent
correspondre à des niveaux de spin J '" 4. Effectivement, une seule
correspond à un niveau de spin 4, celle de 1015.02 keV. Quelques raies
sont des raies d'échappement de raies de niveau de haute énergie, elles
disparattront dans le spectre de côincidence et addition à trois
détecteurs. Le lissage du spectre de haute énergie fait apparattre
à E )2900 keV quelques raies supplémentaires susceptibles d'être aussi
des raies de niveau.
Puis nous avons étudié le spectre de coincidence et addition de la
même source de 226Ra + dérivés obtenu à l'aide du spectromètre à trois
détecteurs. Ce spectre présente un espect très différent de celui obtenu
avec deux détecteurs. S'y trouvent renforcées les raies de niveaux
correspondant à des niveaux pouvant se désexciter par trois gammas
en cascade vraie, ce qui favorise les niveaux de haute énergie. AU 4
dessus de 2900 keV, le spectre lissé fait apparattre quelques raies,
dont les énergies diffèrent de celles obtenues avec l'instrument à
deux détecteurs.

---

64
L'analyse du spec~re de côincidence avec le gamma de 609.312 keV mesuré
pendant trois mois, en tenant compte de tous les phénomènes d'addition
et de coïncidence fortuites a permis d'observer 33 gemmas nouveaux.
L'énergie de ces gemmas nouveaux, et de deux autres déjà observés
dans le spectre direct (2287.65 et 2353.5 keV) fournit, par addition
avec l'énergie du niveau de 609.31 keV, une énergie compatible avec
une énergie de raie de l'un ou l'autre des deux spectres de colnc1dence
,
et addition, ou des deux. Ceci nous a enhardi à suggerer - en dépit
de la statistique très pauvre des spectres à haute énergie, notamment
214
du spectre ~ - ~­ l'existence de niveaux supplémentaires de
Po au-
dessus de 2500 keV
A :2652,0, 2753.0, 2793.0, 2897.0, 2950.7, 2957.3,
2962.8, 3005.8, 3022.0, 3030.1, 3040.0, 3078.0, 3102.1, 3104.0, 3139.2,
3160.5, 3173.3, 3207.2, 3225.4, 3231.7 et 3261.5 keV. De plus amples
recherches, A l'aide de détecteurs de plus grand volume, seraient
néCessaires pour confirmer leur existence.
Des mesures de concïdence avec le gamma de 2204.215 keV ( 2 mois),
et avec le gamma de 609.312 keV (3 mois) ont permis l'observation de
gemmas nouveaux A 598.48 et A 2193.3 keV qui confirment l'existence
du niveau de 2802.6 keV.
La présence de raies de niveau de 210pb ( par ex. la raie de 2416.87
keV de la figure 34,p.54, que des expériences de co~ncidence prouvent
correspondre A la cascade triple 1319.13 + 297.8 + 799.65 keV montre
l'efficacité de la méthode de côincidence at addition A visualiser
les niveaux excités: en effet 210pb est formé par la filiation
214
0~ 2j.Üpb. c'est-A-dire dans un embranchement
81 0(
~Clrl
0,014%
extrême nt faible de 214Bi •

---

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

---

65
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
1. J.Kantele et P.Suominen, N.I.M.86 (1970) 65.
2. G.Mallet. Thêse ,Université de Nice,1979.
ème
3. M.S.Pravikoff, Thèse de 3
cycle. Université de Nice 1979.
4. G.Mallet et M.S.Pr.vikoff. N.I.M. 184 (1981) 469.
5. R.J.Walen et Bastin-Scoffier,Nucl.Phys •• ~ (1960) 246.
6. R.L.Chase. Rev.Sci.lnst •• 39 (1968) 1318.
7. D.A.Gedcke et W.J.Mac Donald, N.I.M.58 (1968) 253.
8.R.L.Hease,F.E.Bertrand,B.Harmatz et M.J.Martin, N.D.S. 37 (1982) 289.
9. G.~ouze. Comptes rendus Acad.Sc. Paris 293 II (1981) 795.
10. ~.S.Prayikoff et C.Yth1ec, Comptes rendus ACBd. Sc. Paris 293,11
(981) 799.
11. G.:'louze. Thèse d'Etat,Université de Nice, 1987.
L2. G.~ouze.C.Ythier et J.F.Comanducci.so~s à la Revue Roumaine
de Physique.
13. V.Zobel,J.Eberth,U.Eberth et E.Eube,N.I.M. ~ (1977) 329.
'r'
14 . .-LH.Wapstra,The coincidence Method, in ':\\
'rRay Spectroscopy,
vol.1,North-Holland Publishing Company (1965).
15.Y.A.Kovali,N.D.S.55 (1988) 665.
16. A.H.Wapstra and G.Audi, Nucl.Phys.A432 (1985) 1.
17. R.J.Walen. Communication à E.K.Hyde,oct.196J, rapporté par
E.K.Hyde ,LPerlman and G. r.Seaborg, "The Nuclear Properties of the
Heavy Elements" vol. II ,Prentice-Hall,1964,p.459.

---

66
18. P.Bechlitch.Dip~me Universitaire de Recherche, Nice,1988 .
•
19. G.Houze et C.Ythier,Rapport de Recherche fi l,avril 1989.
20. R.F.Casten. D.S.Brenner et P.E.Haustein • Phys.Rev.Lett.58 (1987) 658;
21. A.Hachem,Thêse d'Etat. Université de Nice,1975.
22. P.Weinzierl,E.Ujlaki,G.Preinreich et G.Eder,Phys.Rev.134,n Q 2B,(1964) 257.
23. B.Harmat2,N.D.S.34.n·
(1981l.
ème
24.
G.Mouze, Thèse de 3
cycle, Université de Nice, 1980.
A
25.
B. 51ogh, H.W. Taylor, A.R. Farhan, communication privée A paraitre
dans Z.Phys.A. Atoms and Nucle1 (1989)

---

APPENDICES

---

67
APPENDICE 1
Liste des gammas émis par une source de 226Ra en équilibre avec ses dérivés
observés par G. Houze Ill!
Energie pondérée
i
Intenstté
Attr !but!on
1 Mult.
(keVI
Pondérée
a46 ,539 :: 0,001
21081
b53.226
214
t 0,014
81
c, f 71 1
,
t 0,2
2088.38. Z017,30
•
99,16
± 0,15
d
102,99
.:t 0,08
n
c,f'04,4
1: 0,2
1994,63 • 1890,31
n •
107,22
:!: 0,09
n
117 ,83
:t 0,09
n
134,62
:t 0,08
n
156,63
:t o,oa
n
165,6
:t 0,6
d
170,07
± 0,06
0,032 " 0,006
n
•
222
186,211 t 0,010
+8,58
Rn
" 0,05
214
196,20
:t 0,05
0, 15
" 0,02
81
200,84
• 0,09
0,029 " 0,008
n
214
205,68
" 0,09
0,025 "0,006
81
n
213,92
" 0,07
0,016 "0,004
n
216,47
" 0,07
0,022 " 0,005
n
•
214
241,981
+'6,23
81
" 0,008
" 0,010
250,27
"0,29
0,009 " 0,004
e
d
252,80
" 0,06
0,028 " 0,004
2017,30·1764,49
n • Ml
214
1
258,87
" 0,04
',23
" 0,06
81
222
262,49
" 0,12
0,012 " 0,004
Rn
n •
268,60
"0,06
0,035 " 0,004
e
n
271,0
" 0, 1
0,009 " 0,007
•
d
273,80
" 0,05
0,27
" 0,03
2482,50 • 2208,90
• (Ml)
214
274,80
" D,OS
0,84
" 0,06
81
280,97
" 0,05
0, 13
" 0,02
2728,69·2447,72
• IM1)
1
281 ,78
" 0,07
0,023 " 0,006
e
n
1
1
288,19
" 0,09
0,013 " 0,006
n
,
•
1

---

Energie'
(keV)
Intensité
Attribution
Mult.
289,80
± 0,09
0,017 :!: 0,003
e
n
•295,213 :!: 0,008
+41,85
214
:!:.O .26
61
297,80
:!: 0,12
}
210pb
n
c
0,046 :: 0,011
297 ,81
:!: 0,24
2010,76 ... 1712,95
n •
299,83
:: 0,12
0,035 :!: 0,011
e
n
301,60
:!: 0.09
0,028 :!: 0,006
e
.n
303,97
" 0,03
0,055 ± 0,005
2508,06 + 2204,12
•
305,26
214
" 0,03
0,068 :: 0,005
61
312,22
" 0,38
0,010 :: 0,008
e
ct
214
314,32
" 0,07
0,17
:: 0,02
61
320,81
" 0,22
0,011 :!: 0,004
e
ct
323,83
214
"0,04
0,060 :: 0,007
61
333,31
:!: 0,06
0,14
:!: 0,01
1994,63 ... 1661,29
(H2)
334,78
:!: 0,08
0,066 t 0,008
2423,22 ... 2088,38
•
344,93
:!: 0,17
0,020 t 0,007
e
n
346,83
:!: 0,17
0,020 :!: 0,007
e
n
348,92
" 0,06
0,34
t D,OS
1764,49 + 1415,49
• H1
349,81
351,921 " 0,09
0,36
:!: 0,05
n
•
+81,48
21461
" 0,008
:!: 0,48
c 356 ,OO
"0,17
-
2017,30 + 1661,29
n •
E2
358,70
"0,08
0,05
t 0,03
n
363,47
tO,12
0,017 :!: 0,005
n
375,59
t 0,15
0,010 t 0,004
ct
377,12
tO,11
0,013 t 0,004
386,77
t 0',05
0,63
" 0,05
1764,49 ... 1377 ,67
IH1)
388,88
t 0,05
0,85
" 0,01
2118,54 ... 1729,60
Hl
394,05
:!: v,08
o,on " 0,003
396,01
" 0,08
0,059 " 0,007
2604,72 ... 2208,90
•
405,71
• 0,02
0,37
" 0,02
1015,02 +
609,31
• E2
419,20
• 0,15
0,015 " 0,004
n
c428 ,07
:: 0,08
< 0,005
2192,56 + 1764,49
n.
437,45
" D,3D
0,019 :!: 0,007
n
439,34
" 0,08
0,026 " 0,005
451 ,20
" 0,15
0,010 " 0,003
n
452,92
" 0,10
0,067 " 0,008
2447,92 + 1994,63
n •
i
454,79
:!: 0,02
0,64
" 0,03 i 1729,60 + 1274,80
!

---

69
Energ1e (keV)
Intensité
Attribution
IHuIt.
461,09
:!: 0,11
0,14
• 0,02
2204,12 + 1743,04
n • Hl
462,00
214
t 0,07
0,40
• 0,04
61
463,11
• 0, 17
0,020 • 0,008
ct
467,7
•0,3
0,015 • 0,004
n
469,76
• 0,04
0,27
• 0,02
1847,43 .. 1377,67
473,49
± 0,1)
O,OlB • 0,006
d
474, C+4
• 0,05
0,22
t 0,02
2204,12" 1729,60
214
480,43
t 0,02
0,71
• 0,05
61
465,92
• 0,11
0,048 • 0,009
2694,60 + 2208,90
n •
c486,7
± 0,3
< 0,012
2147,98" 1661,29
n •
214
487,09
:!: 0,07
0,83
• 0,07
61
487,95
:!: 0,1)
0,061 • 0,020
2482,50 ... 1994,63
n •
494,19
:!: 0,09
0,031 • 0,004
2698,31 ... 2204,12
•
496,90
.t 0,18
0,015 • 0,004
2508,06 ... 2010,76
n •
501,96
:!: 0,15
0,040 ± 0,005
2266,38 ... 1764,49
1
511,00
-
annlhUation
!
514,16
•0,09
0,041 :!: 0,010
ct
519,90
• 0,05
0,036 • 0,004
2728,69 ... 2208,90
•
524,59
• 0,08
0,037 :!:. 0,004
2728,69 ... 2204,12
•
1
1
528,29
:!: 0,08
o 024. 0,003
n
214
533,66
± 0,02
0,39
• 0,03
61
536,77
t 0,04
0,14
• 0,02
2266,38 + 1729,60
538,41
• 0,08
0,044 t 0,006
21461 •
1
1
542,76
:!: 0,07
0,13
• 0,02
2204,12'" 1661,29
1
214
543,81
:!: 0,07
0, 15
• 0,02
61
547,06
t 0,06
D,Da
• 0',01
CS47 ,61
:!: 0,24
~ 0.008
2208,90 + 1661,29
550,27
:!: 0,,05
0,012 t
0,003
n
569,30
:!: 0,05
0,009 1: 0,004
ct
572,76
• 0,07
0',16
• 0,02
1847,4.3 ... 1274,80
575,39
:!: 0,12
0,019 :t 0,006
n
c 579 ,14
:!: 0,16
-
1994,63'" 1415,49
ct •
H2
214
580,13
• 0,03
0,76
• 0,06
61
595,23
•0,07
0,038 t 0,004
2010,76 ... 1415,49
((2)
604,1J.8
• 0,07
0,11
• 0,02
n
•
+100
609,31" 0
E2
609,312 • 0,007

---

70
Energie (keV)
rntensl té:
Attr Ibutlon
~lt.
615,68'
:: 0,13
0,12
• 0,02
1890,31 ... 1274,80
•
617 ,a'
.t 0,13
0,053 • 0,006
630,79
:!: 0,07
0,035 • 0,004
2719,2~ + 2088,38
•
633, 06
:t 0,05
0,11
• 0,01
2010,76 + 1377,67
634,72
:!: 0,21
0,014 :!: 0,005
2482,50 + 1847,43
n.
.
639,67
:!: 0,10
0,065 t 0,010
2017,30'" 1377,67
E2
•
646,90
:t 0,15
0,0'3 t 0,004
n
649,23
:t 0,10
0,13
:!: 0,02
2192,56 ... 1543,38
c 651 ,SO
:t 0,16
< 0,004
2662,26 ... 2010,76
n •
658,66
:t 0,21
0,046 • 0,008
2423,22 ... 1764,49
n.
660,89
:!: 0,14
0,11
• 0,02
2204,12 ... 1543,38
( Ml)
665,49
:!: 0,09
3,51
•0,20
1274,80 ...
609,31
El
668,27
:!: 0,29
0,015 • 0,007
n
677,41
:t 0,15
0,012 • 0,005
2694,60 ... 2017,30
n •
683,22
:!: 0,09
0,18
•0,02
2447,72 ... 1764,49
•
687,58
:!: 0,21
0,015 • 0,004
2698,31 ... 2010,76
•
693,1
t 0,3
0,015 • 0,006
e
697,87
:!: 0,10
0,14
• 0,02
1712,95 ... 1015,02
•
699,82
.:t 0,18
0,035 • 0,010
2694,60 ... 1994,63
n •
703,09
:!: 0,09
1 , 11
• 0,07
2118,54 ... 1415,49
Ml
704,97
:!: 0,25
0,11
• 0,03
2447,72 ... 1743,04-
n •
El
708,89
• 0,23
0,042 • 0,011
2719,4
... 2010,76
n •
c71O ,27
:!: 0,28
2423,22 + 1712,95
n •
0,16
•.0,02
710,67
:!: 0,10
.
2088,38 + 1377,67
719,91
t 0,12
0,91
• 0,08
1994,63 ... 1274,80
E:Ml ..E2
722,98
.t 0,12
0,073 • 0,009
2266,38 + 1543,38
733,92
• 0,10
0,085 • 0,008
2728,69 + 1994,63
740,73
• 0,13
0,088 • 0,013
2118,54 + 1377,67
744,18
• 0,13
0,046 • 0,007
e
n
745,69
• 0,13
0,029 • 0,006
e
n
749,96
• 0,34
0,008 • 0,006
e
d
752,86
• 0,09
0,28
•0,02
2482,50 ... 1729,60
{E21
759,15
• 0,60
0,013 • 0,004
e
n
761,03
• 0,60
0,009 • 0,004
e
n
214
765,96
t 0,21
0, 17
• 0,03
6i
•
+10,91
1377,67 ...
609,31
e::M1+E2
768,356 :t 0,010
• 0,08

---

71
1
Energ1e (keV)
Intensité
Attribution
ftllt .
,
775,78
0, '9
0,011 .: 0,003
e
n
,
780,8
0,8
0,012 .:!: 0,006
e
n
,
784,99
0,2.9
0,11
• 0,03
n
785,96
• 0,09
214
2,33
• 0, 17
81
C786 ,43
• 0,16
-
2447,72... 1661,29
n 0
788,2
• 0,5
0,041 .:t 0,008
2204,12 ... 1415,49
'n 0
M'
797,61
• 0,18
0,014 :!: 0,006
e
d
799,65
• 0,12
0,086 : 0,008
210pb
806,18
• 0,09
2,90
• 0,22
1415,49 ..
609,31
E2
814,86 • 0,11
0,081 • 0,008
2192,56 ... 1377,67
821,19
• 0,10
0,36
• 0,03
2482,50 ... 1661,29
Ml >50%
826,44 • 0,11
0,28
• 0,03
2204,12· 1377,67
M1 >40%
832,39 • 0,11
0,062 • 0,006
1847,43 ... 1015,OZ
0
839,04 •
214
0,09
1 ,29
• 0,10
81
,847,16 • 0,11
0, 05 7 :t: 0,007
2694,60· 1847,43
0
850,33
• 0,29"
0,015 t 0,006
n
873,07
• 0,19
0,042 t 0,009
2147,98+ 1274,80
n
875,3
• 0,7
0,017 :!: 0,007
n
878,03
t
0,12
0,026 • 0,006
2293,42· 1415,49
n 0 (M1'
880,65 • 0,14
0,022 :!: 0,006
n
882,47 • 0,15
0,009 :t 0,004
e
d
CS91 ,77 • 0,29
2604,72 ... 1712,95
n 0
904,33 • 0,09
0,14
• 0,02
2447,72 • 1543,38
909,6
t
0,2
0,006 :!: 0,004
e
n
915,74 t 0,15
0,065 • 0,008
2293,42 ... 1377,67
917,73 • 0,29
0,010 :!: 0,007
2192,56 ... 1274,80
d
0
930,15 • 0,17
0, 10
• 0,02
2694,60 ... 1764,49
n 0
•934,061 t 0,012
""6,88
'i,1. E2
• 0,05
1543,04 ...
609,31
C934 ,10 • 0,20
-
2208,90 .. 1274,80
n 0
938,65 • 0',16
O,OZ8-t 0,008
2786,03 ... 1847,43
n 0
943,34
• 0,12
0,037 :!: 0,006
2604, n ... 1661,29
0
949,83 • 0,50
0,01 Z :!: 0,005
2.662,26 ... 1712,95
n 0
952,2
• 0,8
0,013 :!: 0,005
2694,60 ... 1743,04
d
0
961,61 • 0,17
0,03 • 0,02
2505,34 ... 1543,38
n 0
964,1'
• Q,10
0,80 • 0,05
2728,69+ 1764,49
1
c96S ,OO
0,10
2694,40 ... 1729,60
•
-
n 0

---

72
1
1
Energie
(keV)
Intensité
Attribution
Mu! t.
976,18
t
0,12
0,033 t 0,005
2719,24 .... 17~3,04
982,81
t 0, JO
0,009 t 0,004
e
n
985,90
t 0,60
0,0'1 t 0,006
e
n
989,34
t 0,17
0,022 t 0,005
991,49
t 0,19
0,022 t 0,005
2266,38 .... 1274,80
n 0
1013,88
t 0,19
0,018 t 0,003
1021,53
t 0,19
0,034 :t 0,006
2786,03 .... 1764,49
1032,46
t 0,17
0,13
t 0,01
244-7,72 .... 1415,49
El
c 1033 ,31
t 0,18
-
2694,60 .. 1661,29
n 0
1038,02
t 0,21
0,018 t
0,003
2802,6
.... 1764,49
0
1045,76
t 0,17
0,051 :t 0,006
2423,22 .... 1377 ,67
1051,97
t 0,15
0,66
t 0,05
1661,29 ....
609,31
1057,70
t 0,28
0,016 t 0,005
1060,66
t 0,28
0,010 :t 0,005
e
1062,72
t 0,28
0,010 :t 0,004
e
1067,50
t 0,27
0,055 ± 0,020
2728,69 + 1661,29
1070,01
t 0,16
0,56
t 0,04
2447,72 .... 1377,67
1073,8
t 0,8
_ 0,013
e
d
1077,85
t 0,42
0,009 t 0,003
e
1087,4
t 0,6
0,009 t 0,004
e
1093,57
t 0,60
0,009 :t 0,004
e
n
1103,64
t 0,19
0,21 t 0,03
1712,95 +
609,31
0
1104,79
t 0,19
0,16
t 0,03
2482,50 • 1377,67
'108,8
t 1 ,2
0,015 :t 0, 008
•
+33,13
1729,60 ...
609,31
Ml> E2
1120,287 t
0,010
t
0,22
1130,29
t
0,19
0,018 :t 0,009 .
2508,06 + 1377,67
1133,73
t
0,15
D,56
t
0,03
1743,04 ....
609,31
E2
1155,22
t 0,13
3,5
t
0,4
1764,49 ....
609,31
Ml+EZ
1160,04
t 0,21
0,026 ± 0,007
n
'167,27
t
0,18
0,027 :t 0,004
2544,90 ... 1377,67
1172,90
t 0,17
0,098 :t 0,012
2447,72 + 1274,80
1191,5
± 1,2
0,008 t 0,003
e
c 1206 ,4
t
0,8
3053,8 + 1847,43
n 0
1207,71
t
0,12
0,98
t
0,06
2482,50'" 1274,80
c 1219 ,S
t
1,0
e
1226,68
t
0,24
0,028 t
0,011
2604,72+ 1377,67
0

---

73
.
Energie (keV)
Intensité
Attribution
~lt.
1230,65
:!: 0,38
0,015 t 0,006
2505,34 .. 1274,80
•1238,110 , 0,012
"'2,87
± 0,09
1847,43 +
609,31
Ml
c'253,14
± 0 , 12
2630,81 .. 1377 ,67
n
•
1281,05
:t 0,14
3,17
:!: 0,17
1890,31 +
609,31
Ml
1284,44
:!: 0,40
0,052 ± 0,012
n
1303,73
:0,14
0, 21
:!: 0, oz
2719,24 .. 1415,49
1310,55
:!: 0,26
0,007 :!: 0,002
e
1316,99
:!: 0,15
0,16
:!: 0.02
2694,60 .. 1377,67
c 1317 ,7
:!: 0,4
2861 , 1
.. 1543,38
d •
1319,13
:!: 0,30
0,011 t: 0,002
e
1321,53
:!: 0,27
0,010 ± 0,002
e
1329,93
:!: 0,17
0,026 :!: 0,003
2604,7Z .. 1274,80
1341,49
:!: 0,16
0,046 :t 0,006
2719,24 ___ 1377,67
1344,29
:!: 0,30
0,008 :!: O,OOZ
e
1351,31
:!: 0,27
0,008 :!: 0,002
e
,
1353,80
0,33
0,008 :!: 0,002
e
1370,13
± 0,54
0,016 ± 0,005
e
·1377~t669 :t.. O~O12
+S,82
± 0,12
1377 ,67
°
E2
+
,
1385,30
0,11
1 ,81
t: D,Da
1994,63 +
609,31
c 1387 ,50
1; 0,21
-
2662,26 .. 1274,80
•
1392,44
:!: 0,35
0,018 :!: 0,004
e
1401,52
:!: 0,11
2,91
:!: 0,16
2010,76 ..
609,31
1407,99
:!: 0,11
5,37
:!: 0,06
2017,30 ..
609,31
E2
,
1419,70
0,29
0,011 :!: 0,003
2694,60 .. 1274,80
,
1448,85
± 0,24
0,010
0,002
,
1451,82
± 0,20
0,009
0,002
e
,
1470,94
0,22
0,020 :!: 0,003
,
,
1473,39
0,60
0,005
0,003
e
d
,
,
1479,15
0,14
0, 11
0,01
2088,38 +
609,31
,
,
1481,09
0,48
0,007
0,004
e
,
1483,68
0,48
0,007 ± 0,004
e
,
,
1491,0
O,i
0,021
0,008
d
,
,
·1509,228
0,015
+4,76
0,05
2118,54 ..
609,31
,
1515,50
0,27
0,015 ± 0,002
,
1523,6
0,8
0,009 , 0,004
d
,
,
1526,6
0,8
0,010
0,004
d
,
1
1

---

74
Energie (keV)
Intensité
Attribution
""'lt.
1538,66
:!: 0,14
0,95
::!:.
0,06
2147,98 +
609,31
1543,36
::!:.
0,13
0,68
:!: 0,04
1543,38 _. a
E2
1583,21
::!:.
0,12
1,58.tO,OS
2192,56 +.609,31
Ml
C1594 ,79
::!:.
0,30
2869,60 + 1274,80
n •
0,61
± 0,04
1594-,80
::!:.
0,12
.J.
2204,12 +
609,31
1599,58
.t 0,12
0,72
:tO,04
2208,90 +
609,31
1616,0
::!:.
0,6
0,006 :!: 0',002
d
1636,25
::!:.
0,19
0,024 .t 0,003
3013,93 + 1377,67
--
1657,00
.t 0,19
0,10
::t 0,01
2266,38.
609,31
1661,29
:!: 0, 11
2,33
.t 0,12
1661,29 +
a
E2
1665,84
:!: 0,19
0,018 :t 0,003
2940,68 • 1274,80
1676,1
:!: 0,8
- 0,004
e
d
1683,96
:!: 0,14
0,49
:t 0,03
2293,42 +
609,31
1687,7
::!:.
0,4
0,017 ::!:. 0,008
d
1711,0
:!: 0,8
0,004 :t 0,002
e
_ 1715,9
_ 0,016
d
•1729,595 t 0,015
•6,60 .t 0,04
1729,60.
0
E2
·1751,44
::!:.
0,74
0,002 ::!:. 0,001
e
•1764,494 :!: 0,014
~34,48 ::!:. 0,25
1764,49 +
0
Ml
1813,73
::!:.
0,14
0,024 ~ O,OOZ·
2423,22 +
609,31
C'819,Z
:!: 0,4
e: 0,003
3094,0
• 1274-,80
n •
1838,33
::!:.
0,11
0,74
.t 0,03
2447,72 +
609,31
1847,40
:!: 0,11
4,57
t 0,06
1847,43 +
a
E2
1873,10
::!:.
0,12
0,46
t 0,02
2482,50 +
609,31
1890,25
,0,14
0,17
:!: 0,01
1890,31 +
0
E2
1895,92
,0,14-
0.31
:!: 0,02
2505,34.
609,31
1898,68
::!:.
0,16
0,11
::!:.
0,02
2508,06.
609,31
1935,52
t 0,20
0,067 t· 0,007
2544,90 +
609,31
2004,52
t 0,20
0,005 !' 0,001
e
(E2)
2010,85
:!: 0,12
0,100 , 0,005
2010,76 _
0
2021,47
::!:.O,12
0,045 !' 0,005
2630,81 +
609,31
2052,94
:t 0,12
0,15
!' 0,01
2662,26 +
609,31
2057,9
::!:.
1,2
- 0,0035
e
d
2085,22
,0,15
0,018 !' 0,001
2088,0
:!: 0,5
O,006H 0,002
d
2089,79
:!: 0,15
0,096 t
0,005

---

75
1
1
1
Enorgi. (k.V)
Intensité
Attribution
Mult.
2109,96
::0,14
0.19
t 0,01
2719,24 •
609,31
•2118,551 ±
+-2,56
0,030
±: 0,03
2118,54 ...
0
Ml
2148,02
t 0.12
0,029 :!: 0,002
2147,98 ...
0
(E2)
2158,77
:t 0,60
0,002 :t 0,001
0
d
2160,42
:!: 0,24
0,004 t 0,001
0
2176,49
:0,19
0,007 :!: 0,001
2786,03 ...
609,31
2192,58
:!: 0,16
0,073 :!: 0,006
2192,56 ...
0
E2
•2204,215 :!: 0,040
"",02
t 0,09
2204,12 ...
0
Hl
2251,60
:t 0,15
0,012 :t 0,001
2260,39
:!: 0,13
0,019 :- 0,001
2266,51
± 0,13
0,037 • 0,002
2266,38 •
0
( E2)
2270,89
1: 0,32:
0,0029. 0,0005
•
2284,33
tO,1S
0,01' .t 0,001
2287,65
± 0,23
0,010 ±: 0,001
2293,45
:!: 0,12
0,67
::!:. 0,03
2293,42 ...
0
(Hl)
2310,2
± 0,3
0,003 • 0,002
•
n
2312,48
t 0,15
0,019 :t 0,002
2921,84 ...
609,31
2319,3
:!: 0,3
0,0009: 0,0003
•
2325,20
± 0,25
0,0037: 0,0004
•
2331,36
tO,12
0,048 1: 0,003
2940,68 ...
609,31
2348,0
t
1,3
0,0003: 0,0002
•
d
2353,5
:t 0,7
0,0008: 0,0003
0
2361,00
.t 0,19
0,0033: 0,0003
0
2369,58
:!: 0,17
0,006 ± 0,001
•
2376,83
ta,n
0,019 • 0,001
2986,14 ...
609,31
2390,81
:!: 0,21
0,0034: 0,0003
0
2405,1
:!: 0,5
0,0009:: 0,0003
•
2423,27
.t 0,13
0,010 1: 0,001
2423,22 ...
0
•2447,860 :!: 0,100
+),42
::!:. 0,03
2447,72 ..
0
El
2455,12
t 0,24
0,007 :!: 0,001
•
2458,57
:t 0,23
0,0031: 0,0005
•
2472,8
.t 0,4
0,0007.0,0002
•
2482,7
:!: 0,4
D,0021:t 0,0004
2482,50·
0
E2
2484,4
::!:.
0,4
0,0009: 0,0002
•
2505,39
:!: 0,13
0,012 ± 0,001
2505,34·
0
2550,4
±: 0,7
0,0007: 0,0002
•
2553,0
:!: 0,6
_0,0002
,
•
d
1

---

76
1
Energie (keV)
Intensité
Attribution
Molt.
2562,0
• 0,6
0,0004 1: 0,0002
e
2564,0
• 0,6
0,0003 '0,0002
e
2574,7
> 0,6
0,0005 >0,0002
e
2587,6
• 1,0
0,00015.
e
ct
2604,5
• 0,5
0,0008 '0,0002
2604,72 +0
• M2
2630,90
• 0,28
0,00113 ~O,OOO3
2630,61 +0
2662,6
• 0,7
0,0006 ::0,0002
2662 26 +0
M2
2694,55
> 0,13
0,066
tO,003
2694,60 +0
2699·, 12
• 0,20
0,006.1 ~O,OOO5
2699,12 +0
,
2719,26
0,19
0,0036 '0,0004
2719,24 +0
,
2769,63
0,15
0,053
tO,003
2769,64
0
2765,61
• 0,15
o 012 tO,001
2766,03 +0
2626,92
:t 0,19
0,0048 tû,ûOQl,.
2626,93 + 0
2661,1
• 0,4
0,0009 '0,0002
2661,1
+0
2560,29
• 0,14
0,020
>0,002
2660,31 + 0
2693,46
• 0,14
0,012
:!:O,OOl
2893,48 ... 0
2921,66
• 0,15
0,029
1:0,001
2921,84 .,. 0
2926,52
• 0,22
0,0024 '0,0002
2934,51
• 0,25
0,0010 :1:0,0002
e
2960,5
> 0,6
0,0003 :'0,0001
e
ct
2979,01
t
0,15
0>030
:0,001
2979,03 + 0
2999,6
• 0,3
0,019
:tO,001
2999,6
+ 0
3053,6
• 0,5
0,041
:0,002
3053,6
+ 0
3061,69
• 0,25
0,011
tO,001
3061,9
+0
3094,0
> 0,4
0,0008 :0,0001
3094,0
+0
3135,4
• 1,0
0,00016
e
ct
3142,5
• 0,4
0,0026 '0,0002
3142,5
+ 0
3149,0
•0,5
- 0,00019
e
ct
3160,6
• 0,6
D,DOlO :!:û,OOOZ
e
,
3163,6
0,4
0,0026 >0,0002
3183,6
+ 0
3233,2
• 1,5
- 0,00021
•
ct
,
3269,7
2,4
- 0,00014
e
ct
i
1

---

77
Légende du tableau
• Energies d'~rès V. lobel @t al. N.LM. 141(1977).329.
Intensités d'dprès V. Hnatowicz. N.r.M. 161(1979),151.
a) d'dprès R.G. Helmer et al. N.l.M. 188(1981),671.
b) d'après C.M. Lederer et V.S. Shirley. "Table of Isotopes"(Wiley ,N. 'i. ,1978).
c
Gammas mis en évidence dans les expériences de coIncidences y - y
d
Gammas dou t eux
. 210
e
p
Ganvnas susceptibles d'appartenir a .
b
f)
Transition probablement très convertie dont l'existence est prouvee
par les mesures de coIncidence
Il Les intensités sont rapportées à celle de la raie de 609,312 keV
prise égale à 100
n Gammas nouveaux
Huit. Multicolarltés des transitions basées sur les données du présent
travail (déduites notamment du caractère J~ des niveaux initial et
final) aln3i que des données de la conversion interne
•
Ce disque sIgnale une interprétation proposée pour la 1ère fois.

---

78
APPENDICE II
Méthode de lissage des spectres
Nous avons eu recours au lissage des spectres résultant de nos mesures quand
le contenu des canaux fluctuait beaucoup; c'est le cas du spectre de
càincidence avec le gamma de 609,312 keV BU delà de 1764 keV, du spectre
de C01Dcidence et addition â deux détecteurs au delà de 2880,5 keV et du
spectre de cdincidence et addition à trois détecteurs.
Le principe du lissage consiste à faire la moyenne par quatre du contenu
des canaux de la manière décrite dans le tableau ci-dessous;
,
,
1
,
....
numéro du canal
CI
Cz
C
• C
C
1
,
3
n-I
n
i
C.
,
1
1
1,
--_.
1
contenu de Ci
dans le spectre
NI
N
........ N
N
1
Z
N3
n-I
n
1
,
original
!
,
,
1
- - -
1
contenu de C.1
1
1
dans le spectre
0
N +ZN +N
I
Z 3
N
1
Z+2N3+N4 ·j·.Nn_2+2Nn_l+Nn
0
,
i
hssé
1
4
1
4
4
La calibration en énergie est identique dans le spectre lissé et dans le spectre
~
original; de meme la surface des pics est inchangée après lissage.
, ,
L'interet du lissage est de mettre en évidence des pics non discernables
dans le spectre original et de les calibrer avec précision.
~
Remarque:Le contenu de chaque canal
du processeur devant etre entier,il
convient de multiplier ce contenu par 100 avant de lisser le spectLe.

---

79
APPENDICE III
Méthode de tassage des spectres
Certaines expériences ont été effectuées avec une pente très faible afin
de
mettre en évidence les pics intenses d'énergie voisine (par exemple.
,
on a visualise
un nouveau gamma de 2444,9 keV dans le flanc gauche du
2447,860 keV en coincidence avec le gamma de 609,312 keV) . Après avoir
repéré ces pics doubles,
on a dû
le plus souvent tasser le spectre dlun
facteur 2 afin d'analyser les vallées où la stastistique était insuffisante.
Soit un spectre de 2n canaux stocké dans le processeur du canal Co au canal
C
- ; après tassage d'un facteur 2, on est en présence d'un spectre de
2n 1
fi canaux stocké
du canal C
au canal C
-
• Le processus est schématisé
2n
2n+n 1
dans le tableau ci-dessous:
AVANT
APRES
numéro du
.... C
Co
Cl
Cz C ••• ,C
3
Zn- 1
CZn
C2n+1
30-1
canal
contenu
NO
NI
NZ
N3 ••• .N Zn- 1
NO+N I
NZ+N3····NZn-Z+NZn-1
.----------~
2n canaux
n canaux

---

AH'ENIIIΠIV
Ja:1Ercl'e de niVl!llWl de tIè;l !Bute énergie de 214 1'0 fomés dam la ~tial
de 214 Bi.
coiidœn:e et additiœ au-œesu. de 2BJJ IœV et des _ _ fœndœ por uœ lIEBlIre de ~
durée du .....ue 0 de l2b Ra + dêri.... .., ",iidœn:e ""'" la ,..,... de fffi.312 IœV qui ~
cite la pnmier /Ii.-, ex1té de 214 l'o.
1. la lD!SUIl! de a>iidœn:e y. Y ""'" la _
de fffi.3U IœV.
A. _ t é de la lD!SUIl!.
Bie1 qœ las a>iidœn:ee "'i _"'f '1eC la _
de fffi.312 leV aient été êtuH.... p!œiBJrs
fuis (11,21,24), il eat 'pporu né::
;re de _ _ à....-u l'expérien:e.
Au deasœ de 1764 IœV, al n">Bit JlI"'ir<o"IIIHlt qœ UR IœV/canal (11),00 2,1~ IœV/canal (21)
00 2.~ IœV/canal (24), ~ au cüapœitif d!crit (chapitre IV, fla.3?, p.58), UJIlXlI"".t
un ~1ftcateur à seuil (b:iasEd ""1i'1fter) sur la voie oesure. TnISI aVŒ'lS obtenu uœ npil1"rre
dispersioo, de 0.95 IœV/canal, P:JlIl" la port:le d'énergie aupêrieure à 1764.494 1œV". PlIB prè:i-
sBœnt, l'éqœd.al de la droite d'étal.c.mBae du SfECue dans le voie lII!SlIfe est œ:
E· 0.954858 C + 1731.46
• New "" ~ f"" <U l'éluk ck fa f<V'Ü'. d'inRAgi.e ~ à 7761. i9i IW' dL< """'.
"'" ck ~ """" fa <pmU ck 609.3721W' p<wt fa ~ qu'elk n'~ f"" d'~­
ti.cM ~ p<wt fa ~ c/v, niv«= d ~ ~ New l'~ dilM noiAR.
7hi& d'/iat (fnkan.), en~.

---

81
L'utilisation d'un amplificateur à seuil introduit une non-linéarité importante
dont il faut tenir compte. La figure 40 reproduit la courbe de non-linéarité, Que
nous avons établie avec soin.
Rappelons que le temps de résolution 2lr était de 1505, donc comparable 4 celui
de G.Mauze (11) mais supérieur à celui de A. Hachem (21). La fenêtre autour de
609.312 keV était découpée avec soin grâce à une dispersion de seulement 0.39
keY/canal sur la voie fenêtre.
Il était nécessaire de tenter 4 nouveau cette mesure de côincidence pour une autre
raison encore, 4 savoir:
2°) pour obtenir une meilleure statistique 4 três haute énergie.
Ceci nous a amenés 4 mesurer pendant três longtemps le spectre de côincidence:
94 jours. Pour cette partie d'énergie supérieure à 1764.494 keV le spectre obtenu
est représenté dans les figures 38-1 et 38-2 p.59 et 59-1 .
8. Dépistage du spectre fortuit et des effets de "sWllll1ng".
Dans un spectre gamma de cofncidence dont la limite supérieure théorique est à
( Ep ma.- 609.3) keV, soit (3274 t 15 - 609.312 t 0.007) • 2665 t 15 keV, d'sprês
les données de Wapstra et Audi (16). on attend cependant un spectre fortuit pouvant
aller théoriquement jusqu'à l'énergie de désintégration de 2lOrl. soit environ
5.5 MeV, car c'est 2lOrl quï a la plus grande ênergie de déSintégration dans la
famille de 226Ra • Mais G.Mouze a fait remarquer pertinemment dans sa Thèse que
dans des mesures de côincidences t -t telles que celles décrites ici ( cf. fig.37
p.sa), le spectre fortuit n'est pas le spectre gamma simple ("direct ft ) mais le
spectre de coincidence en temps, appelé encore "aIl coincidences". c'est-à-dire
le spectre que l'on ottient en supprimant toute contrainte en énergïe (11). Aussi
avons-nous mesuré le spectre de coïncidence en temps dans les mêmes conditions
(dispersion et résolution en temps), puis l'avons nous superposé au spectre de
coincidence ~ -X de manière à apprécier dans chaque région la contribution des
coincidences fortuites.

---

82
C'est surtout à très haute énergie ,à E)2204.215 keV, que la contribution
du spectre fortuit devient notable. Or dans cette région la statistique
du spectre original. de dispersion 0.95 keY/canal, est déjà faible. Nous
avons tassé le spectre puis lissé (cf. Appendices 2 et 3). Le spectre tassé
est représenté dans la figure 38-1. Le spectre tassé et lissé est représenté
dans la figure 38-2. La figure 39 reproduit la courbe de correction de 000-
linéarité de l'équation d'étalonnage de ce spectre tassé et lissé. Nous
avons été amenés à tasser ,et 4 lisser 1 de la même
lII8nillre. le spec.tre de
co1nc1dence en temps.
A 2447.860 keV. malgré la présence d'un gamma nouveau de 2445 keV ( signalé
,
simultanement par S1ngh et 81.(25», le gamma fortuit déseIcitant le niveau
de 2447.72 keV vers le fondamental est suffisamment intense pour donner
la hauteur Qu'il faut attribuer au spectre fortuit de coinc1dence en temps
dans le spectre y_y. Comme des gammas tr~s intenses sont en co'1ncidence
avec le gamma de 609.312 keV, par eIemple les gammes de 1813.73, 1838.33.
1873.10, 1895.92, 1898.68, 2021.47 et 2052.94 keV et' que de telles
côincidences vrsies peuyent donner lieu, par détection simultanée dans le
détecteur de la voie mes,ure avec dea gaDDD8S très intenses de la source de
226Ra , et tout particul1~rement avec le gamma de 609.312 keV, 4 une addition
fortuite, on attend dans le spectre 2(-~ des structures d'addition (summing)
ayant l'énergie de niyeaUI de 214po, par eIemple 4 2505.39 keV. La raie
de 2505.39 keV est tr~s probablement une structure de summing de ce genre,
superposée à la raie fortuite de 2505.39 keV.
C. Résultats.
Le tableau 2 rapporte l' énersie des g8llllD8S obseryfs dans le spectre de
côincidence y.y avec la fenêtre de 609.31 :t 2.16 keV au-dessus de 1764.494
keV (colonne 1).

---

83
En dépit de la faible intensité du spectre à haute énergie, et la présence
de contributions fortuites et de summins. ce tableau permet d'affirmer
l'existence d'un certain nombre de gemmas nouveau! (n), et signale un certain
nombre de gammas qu'il convient de considérer comme douteux (nd). Ces gammas,
s'ils sont en coîncldence directe vraie signalent un niveau possible à
l'énergie (E r + 609.31) keV rapportée dans la colonne 2. L'interprétation
a1nsi donnée du gamma est parfois nouvelle (n, colonne B). Les colonnes
3 et 4 rapportent les raies de coincidence et addition à 2 voies ou a 3
voies lorsqu'elles sont d'énergie comparable au niveau possible de la colonne
2. Enfin la colonne 5 rapporte l'énergie de gammas du spectre simple ayant
l'énereie du niveau possible. On a considéré que le niveau possible, lorsque
son existence n'avait pas été déjà établie par les travaux antérieurs et
en particulier par ceux de G.Mouze (11), pouvait être considéré comme un
niveau probable nouveau (n,dans la colonne C) lorsqu'une correspondance
manifeste pouvait être établie entre les énergies de la colonne 2 et de
l'une de celles des colonnes 3, 4 et S.
Le schéma partiel de 2l4po rendant compte des résultats nouveaux obtenus
dans nos différentes expériences est représenté
fig.4l p.89.
L'étendue des informations nouvelles apportées par cette technique de
coincidence et addition t et la complexité déjê grande du schéma de
214
'
Th
désintégration de
Bi (11) nous obligent ê reserver pour notre
èse
d'Etat (Dakar) l'étude des implications que ces résultats supplémentaires
214
210
peuvent avoir pour le schéma de désintégration de
Bi et
Tl.

---

84
Tableau 2
Co
d
"
rrespon aoce entre
raies de niveaux " des spectres de
cd1ncidence et addition â 2 voies et â trois voies. d'une
part, et le spectre de coïncidence ~~5de la fenêtre de
609 keV obtenu avec un amplificateur à seuil.
Energie des
A
Energie du
8
C
Energie du niveau
Raie du
transitions
niveau
correspondant d'aprês
~pectre ~ simple
observées
dêsexcitê
le spectre de coincidence
réf.12 et p.64
dans t-(609
et addition
cl 2 voies
â 3 voies
1813.73' 14
2423.22' 8
2423.22'
2423.22'
2423.27
13
1838.33' 11
2447.72' 4
2447.72'
2447.72'
2447.860
100
1873.10' 11
2482.50' 5
2482.50'
2482.50'
2482.7
4
1895.92' 14
2505.34' 9
2505.34'
2505.39
13
1898.68' 16
2508.06' 4
2508.06'
1935.52' 20
2544.90' 14
2544.90'
1943.7
8 .d 2553.0
6
n •
2553.0
6
2562.0
6
d
2562.0
6
1953.4
6
.d
et,ou
2564.0
6
d
2564.0
6
1994.6
6
X
2604.72' 9
X
2604.72'
2604.72'
2604.5
5
2021. 47' 12
2630.81' 11
2630.81'
2630.81'
2630.90
28
2042.9
6
nd
2652.0
2.5
'1
2652.0
2.5
2052.94' 12
2662.26' 12
1
2662.26'
2662.26'
2662.6
7
2085.22' 15
2694.60' 6
yi
2694.60'
2694.60'
2694.55
13
,
2089. 79' 15
2699.12' 12
2699.12'
2699.12'
2699.12
20
2109.96' 14
2719.24' 6
2719.24'
2719.24'
2719.28
19
2142.3
6
• 2753.0 2.5 • •
2753.0
2.5
2160. 42' 24
2769.83' 15
Y
2769.83'
2769.83'
2769.83
15
2176.49' 19
2786.03' 9
2786.03
2785.81
15
2183.8
6
.d
2793.0
6
• •
2793.0
2.5
2193.3
1 d
2802.6'
3
•
2802.6'
2234.4
6
d
2842.4
1.0 • d 2842.4 1.0
2242.4
6 .d , 2851. 9
1.(
• • 2851.9 1.0
1
2251.60' 15
2861.1'
4
Y
2861.1'
2861.1'
2861.1
4
2260.39' 13
2869.60' 13
Y
2869.60'
2869.60'
1
2270.89' 32
2880.31' U
2284.33' 18
2893.48' Il
~l 2880.31' 2880.31' 2880.29 14
1
2893.48'
2893.46
14

---

85
,
1
Energie des
A
Energie du
B
C'
1
Energie du niveau
i
Raie du
transi tions
niveau
,
correspondant dlaprès
spectre asimple
observées
désexcité
le spectre de côincidence
!
réf.12 et p.64
dan'O-~609
et addition
ê 2 voies
â 3 voies
1
-
2287.65' 23
2897.0
1.0, ft
n
2897.0
1.0
2310.2"
3
d
2919.5
3
n
2312.48' 15
2921.84 ' Il
2921.84'
2921.84'
2921.86
15
2319.3'
3
d
2928.8'
4
X
2928.8'
2928.52
22
2325. 20 25
2934.5°
3
Y
2934.5°
2934.51
25
2331.36' 12
2940.68' Il
2940.68°
2341.0
6 nd
2950.7
1.6
n
n
2950.7 2.5
2
d
2346. (344
" 1.7
348.0" 1.3 nd
2957.3
2. 5
n
n
2957.32.5
2353.5°
7
2962.8
6
n
n
2962.8
6
2358.0
6
nd
2967.3
6
n
n
2369.58' 17
2979.03° 15
Y
2979.03°
2979.03°
2979.01
15
2376.83' 13
2986.14' 14
2986.14"
2390.81° 21
2999.8'
3
Y
2999.8°
2999.8°
2999.8
3
2396.5
6
nd
3005.8
8
n
n
3005.8
B
2404.7
4
3013.93' 20
Y
3013.93°
3013.93°
2413.1
4 nd
3022.0
1.0
n
n
3022.0
1.0
2421.0
6 n
3030.1 1. 5
n
n
3032.1
2.0
3030.1
1.5
2430.0
6 n
3040.0
1.5
n
n
3042.0
2.0
3040.0
1.5
2444.9
S
3053.8'
5
X
3053.8°
3053.8
5
2459.0
8 n
3068.3
8
n
2469.4
6 nd
3078.0
1.0
n
n
3078.0
1.0
2490.6
9 n
3102.1
3.0
n
d
3102.1 3.0
-
2494.4
1.0 n
3104.0
2.0
n
d
3104.0
2.0
2511.7
6 nd
3121.0
6
n
d
2529.7
8 nd
3139.2
1.0
n
n
3139.2
1.0
2540.3
S nd
3149.0
5
n
n
3149.0
5
2550.4 '
7
3160.5
6
n
n
3160.5
6
r3160•5
3160.6
6
3162.2
2.7
2554.6
1.0 n
3163.9
1.0
~3163.9
2556.7
6 n
3166.0
6
n
n
2564.0'
6
3173.3
2.0
n
n
3173.3
2.0
2572.8
8 n
3182.1
8
n
n
~-
-

---

86
Energie des
lA
Energie du
B
C
Energie du niveau
,
~
1
Raie du
transitions
niveau
orres pondant diaprés
pectre Q' simple
observées
désexcité
e spectre de co~ncidence
rêf.12 et p.64
dans 6- r609
et addition
là 2 voies
à 3 voies
2574.7"
E
3183.6'
4 Y
3183.6"
4
13183.6
4
2578.9
E n
3188.3
1.0 n
n
3188.3
1.0
2590.2
€
n
3199.5
6 n
n -3199.5 d
2593.0
1.( n
3202.3
1.0 n
d _3202.3 d
2597.7
~ n
3207.2
1.0 n
n
3207.2
1.0
2608.7
6 "d
3218.0
1.0 n
d
2618.3
1.5
nd
3225.4
1.0 n
n
3225.4
1.0
2621.4
1.0
d
3231.7
1.0 n
n
3231. 7
1.
3233.2
1.5
2651.2
~ n
3261.5
1.0 n
n
3261.5
l.a
--
Léseode
Colonne A
n: gamma nouveau
'd
aaaaa douteux
Colonne B
n: gamma placé pour la première fois sur le niveau de 609 keV
Y: confirme l'interprétation proposée par Mauze /9/
X: signalé par les N~cle8r Data Sheets
/15/
Colonne C
n:
niveau nouveau
d: niveau encore douteux
"
: Energte,des transitions ou des niveaux,déterœinée avec précision par
Mauze /11,12/ , et adoptée dàns notre travail.

---

87
t
6.E = E o:llel.ll" - E ~l"'Qi.
AE
IkM
E(keoVl ::. 1.90907376C + 1131.75
o
-0.5
-1.0
,
,
20X1
2500
f lkP.1 -
FlG,39
Co.rtlf> dIo non r.nwiti ~ spld"" clio ccincid..-.c:. oriÇinal tel..
pl.d lis.. :
Ea:) 176'.49"
Elko\\ll =O.95'B58'9C • 1731.<6
àE ::: E c:ck:ul" - E Vl"'Clifo
.0.5
.ol.O
2000
2500
E Iko\\ll -
FlG. 40 Courb. d. non linf.cnl" du sp«tr. 0. l;Oinc:idwonc:f> c:riginal
Er) 17l1'.'~

---

D. Spins et J:Srité9 des niveBIJI: ID.MIIWt.
La cœ;ma1sal des raworts d'inœns1œ expêdJœntllwt et tlll!oriqœs (Imités _ p t )
pemet de ,"opœeI le carctêre t pool" les ni"""", de 2553.0, 2562.0, 2564.0 et 3149.0 IœV
et le caractère li' pool" le niveau de 3lro.6 keV.
+
las autres niveam se d(
Icitent un:i..queDEnt vers le 2 l' Nous œ pcuval9 rien dire du
caractên! de CES niveBIJI: s::L ce nIest que leur spin est 1nfér1eur 4 3.

---

89
,
" ."
,
'
,
'
,
11~,4
."
,
o"
,~l$,Od
" ....,.'
,
'
0
107,~
."
10:1.3 d
"
,
ojI.r::..'\\.
,".
'
,,~~.~ d
'\\.. ,~.'
,'U.S
'.~
"
"
,
..,'l..f)
...
,
'\\ 'l."bi$>
'u.'
lI71,'
.'
".... ~
~..r::.Ior::.•.,
,.
~.,'
.,
'''''j.'OU
"611
'l... ~~~~a
..
"".0
.'
",,~,
" .'
.'
3,Clol,l) d
'I.~qoP '"
,'O%",
."
"'I......<>tP
"',..
30611,1
.,of'
,
'l. ..." ...<1
"'....
...~.,:-
, ,
"'"
3012,0
.'
SCO),e
"
0
,"
2067,1
" .,"J":>
, ,
......
."."
,
1957,3
.,0
19~Q.7
" ,
1.'!o~r:tt
1919,)
."tlJ
2B97,D
"
,
,,"''1.'
,
.Jo
lU"
1141,<1
"1.~",)
~.
."
"""
'17911,11
" ,...",,'"
, .
2ns.o
r::."''1..
, .
26'2,0
,,,"~b,,,.o
•
H6'll
,=\\~'1..r::. --
•
., , H62,O
....~..:.""<I-
•
ml,O
1
1
""t'
•
,
,1
<f
a
Fisura 41
Scbtma da niveaul partiel de 214po. rendant COlllpte des
dsultata de mesures de co'incidence l-X'avec le gamlIlII d.
609.312 ~V et des ~sures de cOlncidence et addition
a deul et a trois
dltecteurs.
A part las nivaaUI d. 2802.6 et 3183.6 ~V confirmla ici
nous n'avons reprlsentl que les niveeul nouve8~.

---

LISTE DES TABLEAlΠET nGURES

---

90
LISTE DES FIGURES
Figure
1: Schéma synoptique du spectromètre à coïncidence et addition
à deu~ voies de détection,
p.e
Figure
2: E~emple d'un état excité d'énergie E, formé dans une
transformation bSta. qu'il est possible de visualiser à
l'aide d'un spectromètre à cofncidence et addition à
deux détecteurs,
p.9
Figure
3: Schéma synoptique du spectromètre à colncidence et
addition 4 trois détecteurs. Version permettant
l'observation des trois distributions en temps,
p.ll
Figure 4-a:Ensemble diaphragme et protections de plomb du spectrom!tre
à coïncidence et addition A trois détecteurs. En haut,coupe
verticale; en bas coupe horizontale. Toutes les pièces de
plomb sont recouvertes de 2mm de cuivre,
p.12-1
Figure 4-b:Diaphragme de plomb central,saDs son re~tement de
cuivre, du spectro~tre A co!ncidence et addition A trois
détecteurs. représenté A l'échelle 1/1.
En haut coupe verticale. En bas: coupe horizontale;
la source est placée au centre,
p.12-2
Figure 5:
Schéma synoptique du spectrom~tre A colncidence et
addition A trois détecteurs avant l'introduction des trois
convertisseurs temps-amplitude de la version définitive
(cf.Fig.3). Ce spectromètre était associé au diaphragme
représent6 dans la Fig.1l,
p.15
Figure 6:
Schéma de d6sintégration de lOBmAg • A droite, schéma
partiel représentant la désintégration ~ta de l'état
excit6 vers le niveau 6+ de 108pd et la désexcitation
gamma de l'état isomérique. A gauche, schéma partiel
représentant la désintégration b~ta de l'état fondamental
de lOBAg , d'une part vers 108pd ( 3 branches E.C.,vers les
niveau% de 1314,20; 1441,16 et 1539,95 keV, ont été omises,
5
leur intensité étant inférieure A 2.10- ), d'autre part
vers lOBCd ,
p.1S

---

91
108
Figure 7:
Spectre de colncidence et addition de
Pd, obtenu avec
"
.
un spectrometre 4 tro13 détecteurs (c.f.Fig.3) et une
108... 110..
•
source de
Ag 8Bée de 10 ans, en représentation
linéaire.
p,19
Figure 8:
Comparaison des spectres de co!ncidence et addition
de lOBpd obtenus
(1) avec un spectromètre à trois détecteurs (Fig.3), et
(2) avec un spectromètre 4 deux détecteurs ( c'est-à-dire
en n'utilisant que deux des trois voies de détection
du spectromètre de la Fig.)
et avec une source de l08m+llOmAg âgée de 10 ans. en
représentation semi-logarithmique.
Le spectre (2) est constitué des 3 raies d'échappement
de la rUe de niveau de 1771,162 keV; z:=. est une raie
F
d'addition fortuite due à l'absorption. dans un même
détecteur, de deux des trois gemmas de désexcitatioD;
les raies ssns étiquette
sont des raies d'échappement
d'une rsie de niveau de 2479,9 keV de l10Cd ,
p.21
Figure 9:
Spectres de cOlncidence et sddition de l08pd obtenus
(1) avec le spectromètre 4 trois détecteurs, (2) avec
le spectromitre 4 deuz détecteurs et une source de
l08m+llOmAg tgée de 10 ans. dont le spectre gamma
ordinaire est représenté en (3). Cette figure 9 montre la
présence de structures dues 4 l'utilisation d'un disphragme
insuffisant (celui de la Fig.l1,su lieu de la Fig.4). Ces
structures sont dans (1): des rsies d'échappement de Is raie
de niveau, et dans (2):des raies du spectre gamma ordinaire, p.25
Figure 10: Représentstion linéaire du spectre (1) de la Fig.9
p,26

---

92
Figur~ Il-a: Première version du collUnateur et des protections de plo~b
du spectrométre à coïncidence et addition â trois détecteurs.
Ce~te version n'assurait pas un blindage suffisant des
détecteurs et permettait des diffusions de rayons gamma
entre deu~ des détecteurs,
p.27-1
Figure I1-b: Agrandissement de la Fig.ll-a, montrant la pièce
centrale de plomb
p.27-2
Figure 12:
Schéma de désintégration de 21481 basé sur des me~ures de
colocldence gamma-gamma (11), première partie,
p.29-1
Figure 13:
Schéma de déSintégration de 21481 basé sur des mesures
de coïncidence gamma-gamma (11).deuIi~e partie,
p.29-2
Figure 14:
Schéma de désintégration de 214al basé sur des mesures
de colncidence gamma-gamma (11), troisième partie.
p.29-3
Figure 16:
Spectre de colncldence et addition obtenu avec le
spectromètre 1 deux détecteurs (FiS.1) et une source de
226Ra en équilibre avec ses dérivés. Première partie.
On observe une dimdnution de l'intensité du spectre 4
basse énergie, imputable au dispositif de prises de temps.
N: raie de niveau. Les niveaux de 258,87 et 533,66 keV
sont des niveaux de 2L4Bi ,
p.3L
Figure 17:
Spectre de coïncidence et addition obtenu avec le
spectromètre a deux détecteurs (Fig.1) et une source de
226Ra en équilibre avec ses dérivés. Deuxième partie.
On observe encore une diminution de l'intensité du spectre
4 basse éneraie imputable au dispositif de prise de temps.
N: raie de niveau. Le niveau de 839 ,04 keV est un niveau
de 21~i, celui de 1015,02 keV est un nivesu de 214po,
p.32
Figure 18:
Spectre de colncidence et addition obtenu avec le
spectromètre i deux détecteurs et une source de 226Ra
(suite 3). Les raies signalées par N sont des raies
de niveaux de 214po • La raie de 1218,6 ~V est la raie
d'addition fortuite la plus intense du spectre
(609,312 + 609.312)keV • Les raies Qui ne sont pas des
raies de niveaux sont des raies d'échappement de raies
de niveau,
p.39

---

93
Figure 19: Spectre de coincidence et addition obtenu avec le
spectromètre â deux détecteurs et une source de 226Ra
(suite4). Les raies Qui ne sont pas des raies de niveaux
sont des raies d'échappement des raies de niveau. C'est le
cas par exemple de 1816,6 ( 2482,50 - 665,49)keV
; 1873,10
(2482,50 - 609,312 )keV; 1913,1 (2719,24 - 806,18 )keV,
p.40
Figure 20: Spectre de coïncidence et addition obtenu avec le
spectromètre â deUI détecteurs et une source de 226Ra
(suite 5). Les raies qui ne sont pas des raies de niveaUI
sont des raies d'échappement de raies de niveau, par eIemple
2176,49 (2786,03 - 609,312) keV; 2251,6 (2861,1 - 609,312)keV;
2284,8 (2893,48 - 609,312) keV; 2404,7 (3013,93 - 609,312)keV.
La raie de 2373,8 keV est la somme fortuite
609,312 + 1764,494 keV. Il y a une indication de raies à
2385,4; 2395,04 (peut-~tre ,.- 1729,595 + 665,49); 2434,4;
;
2460,5 et 2470,2 keV,
p.41
Figure 21: Spectre de co1ncidence et addition obtenu avec le
spectromètre à deux détecteurs et un e 'Source de 226Ra
(suite 6). Les raies de 2896,96 et 2962,81 keV sont
probablement aussi des raiea de niveau de 214po • car des
8amme- de 2287,65 (App.1) et 2353,50 keV (id.) ont été
observés dans le spectre gamma en coincidence avec
le gamme de 609,312 keV (App.4),
p.42
Figure 22: Spectre de coincidence et addition obtenu avec le
spectromètre à deuz détecteurs et une source de 226Ra
(suite 7). La présence d'une raie d'addition fortuite
609,312 + 2447,860 - 3057.172 keV permet de vérifier
l'étalonnage du spectre de haute énergie. La raie de
3005,8 keV pourrait être une raie de niveau, car une raie
de 2396, 5keV semble' présente dans le spectre gamma en
colncidence avec le gamma de 609,312 keV (cf. Fig.38-2).
En raison de la statistique insuffisante de ce spectre,
nous l'avons tassé et lissé (cf. Appendice 2,3) et obtenu
le spectre de la Figure 24,
p.43

---

94
Figure 24: Spectre de côincidence et addition obtenu avec le
,
226
~pectrometre • deux dêtecteurs et une source de
Ra.
Ce spectre diffère de ceux des Fig.21 et 22 en ce qu'il
a été obtenu • partir de ces derniers par tassege et
lissage (cf.App.2,3)En représentation linéaire (figure
du bas). la présence de quelques raies de faible intensité
soulève la question de l'existence de niveaux nouveaux
de 2l4po a très haute énergie. La recherche de la
correspondance entre les raies de ce spectre et les données
des côincidences avec le gamma de 609.312 keV fait l'objet
de l'Appendice 4 .
p.44
Figure 25: Courbe de non-linéarité du spectre de càinCidence
et addition' deux détecteurs.
p.45
Figure 26: Variation de la largeur' mi-hauteur des raies de niveau
du spectre de c6incidence et addition a deux détecteurs
(Fig.16 a 26) en fonction de l'énergie des niveaux.
p.46-1
Figure 27: Variation avec l'énergie gamma de l'efficacité relstive des
détecteurs (Dl et 0
cf.p.lO) utilisAs dans le spectromltre
3
a colncidence et addition. deux d'tecteurs.
p.46-2
Figure 29: Extension du diagramme de Casten Brenner et Haustein
(P~y•• Re •• Lerr.58.7(19B7»
proposte par G.Houze
et al. 1121 pour situer le noyau 214po parmi les noyaux
l'du type (j) 2...
p.46- 3
+
+
Figure JO. Repr'sentation du rapport E(4 )/E(2 ) des énergies des 208
deux pre.ters ,tats excit's des noyaux pair-pair traos-
Pb
en fonction du rapport U/~S de grsndeurs énerg'tiques
caractéristiques des couches de valences (voir texte).
p.46- 4
Figure 31: Schlma synoptique du spectromètre a co1ncidence
X- ~
p.47
Figure 32-1: Spectre ~ en'~incidence avec les fenêtres de 2192.4±2.0 keV
et 2204.2%2.0 keV; région de 44 a 516 keV. Le spectre gamma
ordinaire est mentr' pour comparaison. S: structure due
a l'effet Compton.
p.48
Figure 32-2: Spectre ~ en coincidence avec les fen3tres de 2192.4±2.0 keV
at 2204.2t2.0 keV; région de 516 a 989 keV. Le spectre gamma
ordinsire est montré pour comparaison.
p.49

---

95
Figure 33; Schéma partiel de déselcitation de 214po déduit de l'étude
de la fenêtre de 2204,2 ± ~keV. Le niveau nouveau de
2802,6 keV se désexcits par un gamma intense de 598.48 keV
vers le niveau de 2204, 12keV,
P.SO
Figure 34: Spectre de colncidence et addition obtenu avec un
spectromètre 4 trois détecteurs (cf~18.3) et une source
22"-
de
-Ra en équilibre avec ses dérivés de 0.5 rel.
A moyenne énergie, les raies de niveau sont moins nombreuses
et moins intenses que dans le spectre des figures 16 â 22.
,
A haute 'nersietE,. 2400 keV~ les nieS de niveau sont nombreuses.
Cert.iDes sont nouvellea (voir texte). La rate de 2416,9 keV
est une raie de niveau de 210pb se désexcit8Dt par cascade
triple 1319,13 + 297,8 + 799,t5 • 2416,58 keV.
cf. Fi8.35 et Fi8.36,
p.54
Figure 35-1: Spectre lama en côincidence evec la fe~tre de
1319,1 t 1,6 keV; région de lOB a 755 keV. Le spectre
~
gamma en coïncidence avec la fenetre de 1321,5 ~ 1,6 keV
est montré pour comparaison. S: structure due a
l'effet Compton.
p.55
Figure 35-2: Spectre de co"incidence avec la fen~tre de
1319,1 t 1,6 keV: région de 755 a 1410 keV. Le spectre
gamma en colnc1dence avec le fen3tre de 1321,5 t 1,6 keV
eat montré pour comparaison. Le gamma de 799.65 keV est
en colac1dence. La prAsence , dans la fenêtre, dea g8111D8S
1316,99 et 1317,7 keV (cf. App,l) est re.poosable des
8....... de 768,356; 934,061 et 13n ,669 keV
p.56
Figure 36: Schéma partiel de désezcitation de 210pb dAduit de la fenêtre
de 1319,1 " 1,6 keV
p,57
,
Figure 37: Sch6ma synoptique du spectrometre a cdincidence
avec amplificateur a seuil dans la voie mesure.
p.58
Figure ,j8-1: Spectre gamma (tassé) en colncidence avec le gamma de 609.312 keV
obtenu avec le dispositif de la figure 37. Les gemmas entourés
d'un cadre plein sont en colncidence. Les indications de coincidence
sont signalées par un cadre en"tirets. Ce spectre confirme
l'ezistence de niveauz de haute énergie jusqu'ici insoupçonnés
de 2l"Po.
p. 59

---

96
Figure 38-2:
Spectre gamma (tassé et lias'>
en co~ncidence avec le gamma
de 609.312 keV obtenu avec le dispositif de la figure 37.
Les gammas entourés d'un cadre plein sont en cdinc1dence. Les
indications de coincidence sont signalées par un cadre en tirets.
Ce spectre confirme l'existence de niveaux de haute énergie
jusqu'ici insoupçonnés de 214po.
p.S9-1
Figure 39
Courbe de non-linéarité du spectre (tassé et lissé) en
coïncidence avec 18 fenêtre de 609.31 :t 2.16 keV
p.87
Figure
40
Courbe de non-linéarité du spectre gamma en côincidence
avec la fenêtre de 609.31 :t 2.16 keV.
p.8?
Figure 41
: Schéma de niveaux partiel de 214pOt rendant compte des
résultats de mesures de co·1nc1dencel-~8vec le gamma de
609.312 keV et des mesures de cOlncidence et addition
à deui et à trois
détecteurs.
A part les niveaux de 2802.6 et 3183.6 keV confirmés ici
nous n'avons représenté que les niveaui nouveaux.
p.89

---

97
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1
Caractéristiques des détecteurs
p.1O
Tableau 2 : Correspondance entre "raies de niveaul" des spectres de
coincidence et addition 4 2 voies et 4 trois voies, d'une
part, et le spectre de côincidence t - ( de la fenêtre de
609 keV obtenu avec un amplificateur 4 seuil.
p.84

---

98
TABLE DES MATIERES
INTRODUCfION
p.2
1ère partie:
UN SPEcrROMETRE A COINCIDENCE ET ADDITION A TROIS DETEcrEURS
PRINCIPE DE LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION
p.6
l
DEFINITION D'UN SPECfROMETRE A COINCIDENCE ET ADDITION
A TROIS DETEcrEURS
p.7
II
LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION
p.17
i~1d!: partie:
APPLICATION DE LA METHODE DE COINCIDENCE ET ADDITION
A LA CHAINE DE DESINTEGRATIONS 00 RADIUIl 226
ET EN PARTICULIER A 21~1 /1- 21';>0
p.28
-
~
l LA VISUALISATION DES NIVEAUX EXCITES DU 21';>0_ .,
p.29
II RECHERCHE DE NIVEAUX EXCITES DE HAUTE ENERGIE DE 21';>0 _
AL' AIDE DU SPEcrRCI1ETRE A COINCIDENCE ET ADDITION
A TROIS DETEcrEURS
p.52
RESUHE ET CONCLUSIONS
p.62
REFERENCES BIBLIOORAPIIIQUES
p.65
APPENDICES
l
LISTE DES G»IMAS OOS PAR UNE SOURCE DE 226Ra EN EQUILIBRE AVEC
SES DERIVES OBSERVES PAR G. MOUZE /11/
p.67
II
METHODE DE LISSAGE DES SPECfRES
p.78
III METHODE DE TASSAGE DES SPECfRES
p.79
IV
RECHEROIE DE NIVEAUX DE TRES HAUTE ENERGIE DE 21';>0 FORMES DANS
LA' DESINTEGRATION DE 21~1
p.80
LISTE DES TABLEAUX ET DES FTGURES
p.9O

---

Rêsumé
Uœ muvelle lf"éthJde est préamtœ, qtri. ~t de détecter les niveaux excités fornél di.rectaœnt
dans uœ transfonmtioo bêta donœe, à condition qœ ces niveaux se désexcitent çar deux gamBS ou
plus en œ9"ade. Si les transitions œ s::rnt p3S forteœnt converties, i l est ll'âre ~ble de visœli-
Ber les niveaux 9)US la fonœ d'un sp:!etre de niveaux. Cette lJÉ!thOOe se sert d'un sp:ctraœtre à coiJr
ci.derr:e et addition III..Ù.tidétecteurs, et ~ les sp:ctres obtemJs avec fi et n-l détecteu:r's. Un
i.nstruœnt à trois détecteurs a été réalisé et appliqœ à la visl.Iali.sation du niveau de 1771 ~V de
1C'B.N fomé dans la dé5i.ntégratioo bêta de lCBnAg. le spectre obtern.a avec trois détecteurs nontre ure
"ririe de niveau" à E "" lm keV. O::mœ des ~ pronpts intenses nl~t que deux unités au plus
de m::xrent angu1ai.re, la désexcitatioo à trois gfIJIJBS du niveau de 1771 keV Iœt en jeu eu plus six uni-
tés de nment angu1ai..re, et den: ce niV8'lU d'un ooyau pli..r-prir doit avoir un spin J s;;:6 (en fait ce
+
ni'V8'l.U a le caractère 6
). A:i.nsi cette IlÉthOOe fournit des infornBticns sur le spin des niveaux vi.sw-
l.isés. le sp:ctre obtem.J avec deux détecteurs œulment ITJJI1tre trois raies ( les raies d'édaJlIHIEflt
de la raie de niveau
de 1771 keV ) à E - E F E - E! 2 et E - E ~I' L'application de la IJÉthJde à la
dBiœ de désintégratioos de ~ ~t de vislAlig>r mn saùaœnt tous les niveaux COI1l'U..t:l de 2l"Po,
lIBi.s eocore qœlqœs niveaux oouveaux de haute éœrgie de ce ooyau. Avec le spectrmÈtre à trois détoc-
teuœ, i l est rrêre JX'!SÎ-bl.e de visualiser qœlqœs niveaux e=ités de 21'n,.
, MJts clés: Méth:de de coiIrideoce et addition;
~ + dérivés; IIÎ.'V8'l.UX de 2l"Po

---