Excitation functions of⁵¹V,⁵⁶Fe,⁶⁵Cu(p, n) reactions between 10 and 45 MeV

Summary

The (p, n) reaction cross-sections of⁵¹V,⁵⁶Fe and⁶⁵Cu have been measured, for incident-proton energies ranging from 10 to 45 MeV, in steps of 2 MeV. The excitation curves exhibit the usual changes in slope consistent with the expectation that the high-energy tails are mainly due to pre-equilibrium neutron emission. These changes occur for proton energies around 20 MeV, a value in accord with the result previously obtained for reactions of the same type in heavier nuclei. A detailed analysis of the excitation curves has been performed under the hypothesis of incoherent addition of the contributions from compound-nucleus evaporation and pre-equilibrium emission. It is concluded that calculations, based, for the pre-equilibrium contribution, on the exciton model, can give results in satisfactory agreement with the experiment even for nuclei with mass numbers as low asA≃50.

Riassunto

Le sezioni d'urto della reazione (p, n) in⁵¹V,⁵⁶Fe e⁶⁵Cu sono state misurate ogni 2 MeV per energie dei protoni incidenti comprese tra 10 e 45 MeV. I valori ottenuti si discostano apprezzabilmente da quelli disponibili in letteratura alle energie più elevate, dove l'importanza del processo evaporativo dal nucleo composto diviene trascurabile. L'intervento del processo non evaporativo (emissione di pre-equilibrio) è segnalato dal cambiamento di pendenza delle funzioni di eccitazione che si osserva intorno all'energia di 20 MeV, valore questo non dissimile da quello già noto dallo studio di numerose reazioni in nuclei pesanti. Una dettagliata analisi delle funzioni di eccitazione è stata fatta suppnendo che i contributi alle sezioni d'urto del processo evaporativo e di quello di emissione di pre-equilibrio si sommino incoerentemente. I valori calcolati sono in soddisfacente accordo con l'esperienza, e suggeriscono la conclusione che il modello di preequilibrio ad eccitoni, già usato con ragionevole successo per nuclei più pesanti, sia applicabile con risultati egualmente buoni nell'interpretazione delle reazioni (p, n) anche in nuclei di numero di massa vicino a 50.

Резюме

Были измерены поперечные сечения (p, n) реакций на⁵¹V,⁵⁶Fe и⁶⁵Cu при начальных энергиях протонов в области от 10 до 45 МэВ с щагом в 2 МэВ. Кривые возбуждения обнаруживают обычные изменения в наклоне, которые согласуются с предсказанием, что хвосты с большими энергиями, в основном, обусловлены излучением нейтронов перед равновесным состоянием. Эти изменения имеют место при энергиях протонов около 20 МэВ, эта величина согласуется с ранее полученным результатом для реакций того же типа на более тяжелых ядрах. Проводится подробный анализ кривых возбуждения, предполагая дополнительные некогерентные вклады от испарения компаунд-ядер и излучения перед равновесным состоянием. Отмечается, что вычисления, основанные на экситонной модели для вклада излучения перед равновесным состоянием, могут дать результаты, которые удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными даже для ядер с массовыми номерами вплоть доA≃50.