Fission cross-section of Re, W and Ta by a coherent photon beam from 1000 MeV electrons

Summary

The photofission yields of Re, W and Ta induced by a coherent bremsstrahlung beam from 1000 MeV electrons striking a diamond single crystal have been measured. The experiment has been performed at eighteen different energies of the main peak of the photon spectrum, in the energy range between 220 MeV and 550 MeV, by detecting the fission fragments with glass sandwiches. The behaviour of the photo-fission cross-section has been deduced from the experimental yields by using an appropriate unfolding method. The obtained curves clearly show a first resonance centred at a photon energyk≃350 MeV with a FWHM≃145 MeV, while there is a hint of a second resonance atk≃750 MeV. Information on the energy dependence of the nuclear fissility from 100 MeV to 1000 MeV has been deduced from the comparison of the estimated photofission cross-section with the total photon interaction cross-section. It has been found that the photomesonic model of the fission process permits to explain the energy dependence of our photofission cross-sections if a nuclear fissility increasing with photon energy is assumed.

Riassunto

Sono state misurate le rese di fotofissione di Re, W e Ta indotta da un fascio di fotoni coerenti ottenuti per frenamento di elettroni da 1000 MeV su un monocristallo di diamante. Il fascio di fotoni è caratterizzato da un picco principale sovrapposto ad uno spettro continuo. Le misure sono state eseguite a 18 differenti energie del picco principale nell’intervallo energetico compreso tra 220 MeV e 550 MeV, rivelando i frammenti di fissione mediante sandwich di vetro. L’andamento della sezione d’urto di fotofissione è stato dedotto dalle rese sperimentali adoperando un appropriato metodo di deconvoluzione. Le curve ottenute mostrano chiaramente una prima risonanza centrata ad energie di fotonik≃350 MeV con una FWHM≃145 MeV, mentre vi è l’accenno di una seconda risonanza ad un’energia di ≃750 MeV. Dalla conoscenza della sezione d’urto di fotofissione sono state dedotte informazioni sulla dipendenza energetica della fissilità nucleare fra 100 MeV e 1000 MeV. È stato osservato che il modello fotomesonico del processo di fotofissione permette di spiegare la dipendenza energetica della sezione d’urto di fotofissione se si assume una fissilità crescente con l’energia.

Резюме

Ъыл измерен выход фотоделения Re, W и Ta когерентным тормозным фотонным пучком, образованным в результате взаимодействия электронов с энергией 1000 МэВ с монокристаллом алмаза. Эксперимент проведен при восемнадцати различных энергиях главного пика фотонного спектра, в области энергий от 220 МэВ до 550 МэВ, причем детектирование фрагментов деления производилось с помощью стеклянных сэндвичей. Из экспериментальных результатов определяется поведение поперечного сечения деления. Полученные кривые ясно указывают на первый резонанс при энергии фотонаk≃350 МэВ с FWHM≃≃145 МэВ, тогда как имеется лишь намек на второй резонанс приk≃750 МэВ. Из сравнения поперечного сечения фотоделения с полным поперечным сечением взаимодействия фотона получена информация об энергетической зависимости делимости ядер в области от 100 МэВ до 1000 МэВ. Установлено, что фотомезонная модель процесса деления позволяет объяснить энергетическю зависимость нашего поперечного сечения фотоделения, если предположить, что делимость ядер возрастает с энергией фотона.