VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

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10000 T ~r T I I I I I IT - 1000- 100 10 0.1 1 - Diffusion s«mi-classique ^£ non diffractiv* it >**S*****SS*^ 0.1 —I ! I I I III I Oiffusion diffractiv* d« FrestMl Figure 1 — Schéma montrant les dittéranta régimes de la diffusion des tons lourds d'après W.E. Frahn. En abscisse on a porté le rapport de l'énergie cinétique et la barrière coufomblenng et en ordonnée le paramètre de Sommerfeld Z, Z, (e'/h c) (c/v) où Z,, Z, sont les charges des Ions et v leur vitesse relative. Les sommets des triangles correspondent au cas du 'U + *U (à droite), *U + "U (è gauche en bas) et "'U + "U (en haut). Tous les autres cas tombent i peu près à l'Intérieur des réglons triangulaires aux énergies par nucléon indiquées. Lea triangles correspondent è des énergies de 1 UeV, 3 MeV et 10 UeV (laboratoire) par nucléon. En cinématique non relativists la variation avec l'énergie d'un point pour une paire donnée d'ions en collision suit une ligne droite Ign = consta —1/2 Igh. h- 75
NOUVEAUX HORIZONS doute le plus fréquent, d'absorption forte du potentiel optique complexe, en termes de trajectoires complexes. Il semble que la diffusion semi-classique soit la plus appropriée à basse énergie, en-dessous de la barrière coulombienne et lorsque le paramètre de Sommerfeld : y = Z, Zz a (c/v) est grand (Zi, Zj sont les charges des noyaux en collision, a ~ 1/137 la constante de structure fine, c/v le rapport de la vitesse de la lumière à la vitesse relative des noyaux). Dans ces conditions le potentiel nucléaire est faible devant le potentiel de Coulomb et l'absorption est négligeable (voir plus bas « Excitation coulombienne et Fission induite par Ions lourds >). A plus haute énergie, au-dessus de la barrière coulombienne les effets quantlques deviennent Importants. Le potentiel nucléaire croît ainsi que l'absorption. L'absorption est responsable d'effets diffractifs semblables a ceux qu'on rencontre en optique (effets d'arc en ciel et de gloire). Pour des ions très lourds le paramètre de Sommerfeld peut encore être grand, même au-dessus de la barrière coulombienne. On approche alors une autre limite classique à savoir celle de l'optique géométrique distincte de la limite des trajectoires classiques applicable aux basses énergies. La figure 1 résume les conditions qu'on peut rencontrer en physique des ions lourds. La diffusion entre noyaux lourds est dominée par l'absorption forte, c'est-à-dire le fait que les noyaux ne peuvent garder leur identité dès lors que leurs trajectoires élastiques impliquent une interpénétration : dès que celle-ci a lieu, il y a disparition du flux de la vole élastique par formation d'un noyau composé, ou par fusion, etc. La figure 7 chapitre 2B-3, montre que le plan constitué par les valeurs des paramètres d'impact b et de l'énergie E est séparé en deux réglons essentielles : celle des collisions lointaines, donc élastiques, et celle de l'absorption. Entre ces deux régions existe une mince frontière de collisions dite * d'effleurement », responsable des réactions directes. Il s'agit des collisions où les noyaux s'approchent assez l'un de l'autre pour avoir des interactions nucléaires, mais restent assez éloignés pour que l'absorption ne soit pas encore totale. La diffusion élastique La diffusion élastique peut être décrite par un potentiel optique avec une partie Imaginaire pour tenir compte de l'absorption (voir chapitre 1B-2). L'absorption est en général si forte pour les ions 76 lourds que les noyaux s'interpénétrent peu et que seule la partie externe du potentiel optique est déterminée. Il en résuite une grande part d'incertitude dans la détermination du potentiel optique. Cette incertitude, qui demande à être diminuée par des calculs théoriques du potentiel, se reflète actuellement dans l'analyse des interactions directes dont le but est de sonder la structure nucléaire. De nombreux travaux sont en cours pour étudier ce problème. Un phénomène intéressant est apparu dans les mesures de la variation des sections efficaces élastiques en fonction de l'énergie. Par exemple la diffusion de deux "0 à angle fixe montre en fonction de l'énergie une suite de résonances très remarquables. On a cherché à associer ces résonances à des états très particuliers du noyau composé "S qui aurait une structure dite - quasimoléculaire » formée d'une molécule nucléaire de deux "O. Il sera très Intéressant de voir se confirmer ou infirmer cette hypothèse. ExcHaUon coulombienne multiple Eftefs de réorientation L'excitation coulombienne a déjà fourni, d'abord avec des Ions légers, puis avec des ions assez lourds, un ensemble d'informations essentielles sur les noyaux. Il s'agit de l'excitation subie par un noyau cible quand il diffuse un ion incident à une énergie assez basse pour que seule l'interaction coulombienne, parfaitement connue, puisse intervenir. L'excitation est causée par le gradient du champ électromagnétique produit par l'ion incident. On peut considérer que des ions très lourds suivent une trajectoire classique de Rutherford et traiter l'excitation comme causée par un champ dépendant du temps. La section efficace d'excitation d'un état donné, par exemple le premier 2 + , peut s'écrire au premier ordre : (do/dû) = (do7dQ) .P(') i -» f Hull, I -» f où (do / dÛ) Bsii, est la section efficace élastique classique dite de Rutherford. Pour des ions légers, P < < 1 on a mesuré i -> f ainsi les taux de transition électromagnétiques 0 + -» 2*. Mais pour des ions très lourds, P (1) i -» f tend vers 1, ce qui a deux conséquences Importantes dues à ce qu'on ne puisse plus se limiter au premier ordre : a) L'effet dit de réorientation : l'amplitude de pro-
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