Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article constitue la seconde partie d’un ensemble de deux articles exposant le processus d’évaluation des données nucléaires. Cet ensemble présente l’état actuel de la connaissance théorique des phénomènes de physique nucléaire mis en jeu. Après une description du processus de fission et des observables associés (rendements, spectres et multiplicités), les modèles théoriques associés sont décrits. Lors de l’évaluation, la connaissance théorique et expérimentale est condensée et synthétisée dans des fichiers informatiques utilisés par les codes de simulation. Cet article est illustré d’exemples tirés de la pratique quotidienne de l’évaluation.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Olivier SÉROT : Ingénieur-chercheur - Centre de Cadarache, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, Saint-Paul-lez-Durance, France
INTRODUCTION
Cet article est dédié aux observables de fission qui constituent des données nucléaires importantes pour de nombreuses applications, ce qui explique les efforts substantiels consentis par la communauté internationale pour leur évaluation. Ces données concernent :
-
les rendements de fission ;
-
les caractéristiques (spectres en énergie et multiplicités) des neutrons et des gammas dits « prompts ».
Pour comprendre la manière dont ces données nucléaires sont évaluées, il nous paraît indispensable, dans un premier temps, de rappeler les principales étapes du processus de fission. En effet, des noyaux (appelés « fragments de fission » ou « produits de fission », selon les étapes) pourront être formés et des particules (principalement neutrons et gamma) pourront être émises avec une probabilité qui dépendra à la fois du temps et de l’énergie nécessaires à leur émission.
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Rendements de fission
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1. Bref descriptif du processus de fission
1.1 Échelle de temps
On peut caractériser le processus de fission au cours du temps par cinq phases distinctes (voir figure 1) :
-
phase I : c’est la phase de formation du noyau composé, observée par exemple lors d’une réaction de fission induite par neutrons (on se limite ici aux particules incidentes dont l’énergie est inférieure à quelques dizaines de mégaélectronvolts : au-delà, des mécanismes autres que celui du noyau composé peuvent intervenir dont nous ne parlerons pas ici). La durée de vie du noyau composé ainsi formé est typiquement de l’ordre de 10–16s ;
-
phase II : le noyau composé commence à se déformer. Une fois le point selle franchi, la fission devient (par définition du point selle) irréversible et la déformation du noyau composé va se poursuivre jusqu’au point de scission. Même si l’image est d’un point de vue théorique très simplifiée, le point de scission correspond schématiquement au moment où les deux fragments de fission naissants sont en contact l’un l’autre. Au point de scission, les fragments de fission sont supposés être plus ou moins déformés (par rapport à la déformation de leur état fondamental). Il existe plusieurs modèles dynamiques capables d’estimer le temps nécessaire (inaccessible directement par l’expérience) pour que le noyau fissionnant passe du point selle au point de scission. Selon les modèles, ce temps est compris entre 2x10–21 s et 1,2x10–20 s (voir figure 2) ;
-
phase III : cette phase correspond à l’accélération des fragments de fission (notés FF) due à la répulsion coulombienne (les forces nucléaires n’ayant plus aucun impact au-delà d’une distance d’environ 2 fm). Là encore, les calculs dynamiques montrent qu’après environ 10–20 s, les deux FF ont acquis au moins 90 % de leur énergie cinétique totale. Au cours de cette phase, il est généralement admis que les fragments de fission supposés déformés (voire très déformés) à la scission, retrouvent progressivement la déformation de leur état fondamental. Cette énergie de déformation des FF à la scission se transforme en énergie d'excitation intrinsèque (excitation des nucléons...
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Bref descriptif du processus de fission
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANDREYEV (A.N.), NISHIO (K.), SCHMIDT (K.-H.) - - Rep. Prog. Phys. 81 016301 (2018).
-
(2) - BARREAU (G.) - - Ann. Phys. Fr. 25, No 2 (2000).
-
(3) - BERGE (L.) - Thèse de Doctorat, - Université de Grenoble Alpes (2015).
-
(4) - BROSA (U.), GROSSMANN (S.), MULLER (A.) - - Physics Reports 197 167 (1990).
-
(5) - CAPOTE (R.) et al. - - Nuclear Data Sheets 131 1–106 (2016).
-
(6) - CHEBBOUBI (A.) - - communication privée (2019).
-
(7) - DENSCHLAG (J.O.) - in...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Bibliothèque internationale de données expérimentales :
https://www-nds.iaea.org/exfor/exfor.htm
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (IRFU)
http://irfu.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_technique.php?id_ast=449
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