A new method for the measurement of spallogenic⁵³Mn by neutron activation

Résumé

Des recherches précises sur les noyaux de spallation de longue période et extrémement peu abondants, produits par l'interaction de rayons cosmiques et de matières exposées, sont d'un grand intérêt pour la géo et la cosmochimie. Ces produits de réaction sont utiles pour la recherche des profils de profondeur d'activité et l'estimation des périodes de radiation. Le⁵³Mn est prometteur par sa relativement forte section efficace de production et sa longue période de radioactivité. Ce noyau émetteur K est transformé par capture neutronique en⁵⁴Mn, facilement mesuré par son rayonnement γ. L'avantage de cette technique est que le niveau d'activité est accru d'un facteur >10⁴. On étudie systématiquement et on corrige les interférences dues aux réactions (n,p) et (n,2n). La constante de décroissance insuffisamment connue jusqu'ici a été recherchée par une transmutation partielle de⁵³Mn météoritique en⁵⁴Mn donnant⁵⁴Cr stable au moyen d'une intense irradiation dans un réacteur pendant 587 jours. Les différences constatées dans le niveau de production de⁵⁴Mn au début et à la fin de l'irradiation permettent alors de rechercher la section efficace de capture σ₅₃=66±7 barn. On en déduit le produit T₅₃·σ₅₃=(260·32)·10⁶ barn·années, conduisant alors à une période de décroissance de T₅₃=(3,9±0,6)·10⁶ années. La quantité absolue de⁵³Mn, produite dans des matériaux de la surface lunaire, est de l'ordre de 2 à 7·10⁻¹² g/g.