Mesure des réactions induites par protons sur le lanthane de 55 à 200 MeV par activation de films empilés

Le cérium-134 est un isotope recherché pour des applications en tant qu'analogue chimique du prometteur radionucléide thérapeutique ^225Ac, à utiliser dans des essais de biodistribution en tant que générateur in vivo de l'isotope émetteur de positrons à courte durée de vie ^134La. Dans la plage d'énergie de 50 à 100 MeV pertinente pour la production de ^134Ce par bombardement de lanthane par des protons à haute énergie, les données existantes sur les sections efficaces sont discordantes et présentent des lacunes à des énergies importantes. Pour remédier à ces lacunes, une série de 17 films de ^139La (99,919 % d'abondance naturelle) ont été irradiés lors de deux expériences sur cible empilée : l'une à l'installation de production d'isotopes de LANL avec une énergie de proton incidente de 100 MeV, et la seconde à l'installateur de linac d'isotopes de Brookhaven (BNL) avec une énergie de proton incidente de 200 MeV - une plage d'énergie complète s'étendant d'environ 55 à 200 MeV. Les sections efficaces sont rapportées pour 30 produits des réactions (p, x) de ^139La (représentant jusqu'à 55 % de la section efficace non élastique totale), en plus de 24 produits résiduels mesurés dans les films de ^natCu et ^natTi qui ont été utilisés comme moniteurs de flux de protons. Les sections efficaces de production mesurées pour les réactions de ^139La ont été comparées aux données de la littérature ainsi qu'aux calculs par défaut issus des codes de modélisation de réactions nucléaires TALYS, EMPIRE et ALICE, ainsi qu'à la bibliothèque TENDL-2023. Les calculs par défaut ont généralement présenté une capacité prédictive médiocre, en raison de la complexité de multiples modèles physiques interactifs dans cette plage d'énergie, et des lacunes dans la modélisation des réactions de prééquilibre. S'appuyant sur des efforts antérieurs pour évaluer les réactions induites par protons dans cette plage d'énergie, une procédure d'ajustement de paramètres a été effectuée sur le modèle optique et le modèle d'exciton à deux composants en utilisant le code TALYS-2.0. Cela a permis d'améliorer les sections efficaces (p, x) de ^139La pour des applications incluant la production d'isotopes, par rapport aux prédictions par défaut.