Energetic-distribution measurements of the atomic-field pair production process at low energy by using a streamer chamber

Summary

The differential cross-section dσ/dE ₊ for the atomic-field pair production in uranium (Z=92) and barium (Z=56) targets is studied. The incident-photon energy isk=2.62 MeV. The results concern the upper half-part (0.5<Y=(E₊−1)/(k−2)<1.0) of the e⁺ energetic spectrum. The comparison with the theoretical results of Øverbø, Mork, Olsen confirms the Coulomb correction values and the asymmetrical shape of the e⁺ spectrum provided for in calculations, but the measurements are not accurate enough for a comparison with the screened theory of Tseng, Pratt. From the experimental point of view, the pair events are registered in a streamer chamber; insulating UO₂ and BaF₂ targets are located inside, a monitoring target gives the electronical dead-time correction. A further experiment is performed with a low-Z target (Z≃5, Coulomb correction negligible) to make up the electronical and kinematical detection coefficients. About 8000 pair events have been registered on the whole; 3200 measured in the experimental targets.

Riassunto

Si studia la sezione d’urto differenziale dσ/dE ₊ per la produzione a coppie di campi atomici nei bersagli di uranio (Z=92) e di bario (Z=56). L’energia del fotone incidente èk=2.62 MeV. I risultati riguardano la metà superiore (0.5<Y=(E ₊−1)/(k−2)<1.0) dello spettro energetico di e⁺. Il confronto con i risultati teorici di Øverbø, Mork e Olsen conferma i valori di correzione di Coulomb e la forma asimmetrica dello spettro di e⁺ forniti dai calcoli, ma le misurazioni non sono abbastanza accurate per un confronto con la teoria schermata di Tseng e Pratt. Dal punto di vista sperimentale gli eventi a coppie sono registrati in una camera a scarica; bersagli isolanti di UO₂ e BaF₂ sono situati all’interno, un bersaglio di monitoraggio dà la correzione elettronica di tempo morto. Si fa un ulteriore esperimento con un bersaglio a bassoZ (Z≃5, correzione di Coulomb trascurabile) per costruire i coefficienti di determinazione elettronici e cinematici. Sono stati registrati in tutto 8000 eventi a coppie; 3200 misurati nei bersagli sperimentali.

Резюме

Исследуются дифференциальные поперечные сечения dσ/dE ₊ для образования пар в атомном поле в урановой (Z=92) и бариевой (Z=52) мишенях. Энергия падающего фотонаk=2.62 МэВ. Полученные результаты относятся к верхней половине (0.5<Y=(E ₊−1)/(k−2)<1.0) энергетического спектра e⁺. Сравнение с теоретическими результатами Овербо, Морка, Олсена подтверждает значения кулоновской поправки и асимметричную форму спектра e⁺, использованные в вычислениях, но измерения не достаточно точные для сравнения с экранированной теорией Ценга, Пратта. С экспериментальной точки зрения парные события регистрируются в стримерной камере; мишени UO₂ и BaF₂ помещены внутри, контрольная мишень дает поправку, связанную с мертвым временем электроники. Проводится дополнительный эксперимент на мишени с малымZ (Z≃5, кулоновская поправка пренебрежимо мала), чтобы компенсировать электронный и кинематический коэффициенты детектирования. В целом было зарегистрировано около 8000 парных событий; 3200 измерены в экспериментальных мишенях.