Présentation

Article

1 - BREF DESCRIPTIF DU PROCESSUS DE FISSION

2 - RENDEMENTS DE FISSION

3 - SPECTRES ET MULTIPLICITÉS DES PARTICULES PROMPTES

4 - EXEMPLES

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BN3009 v1

Conclusion
Physique des réacteurs – Modélisation et évaluation des observables de fission

Auteur(s) : Olivier SÉROT

Date de publication : 10 juil. 2020

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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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ABSTRACT

Reactor Physics - Modeling and Evaluation of Fission Observables

This article is the second part of a two part review presenting the nuclear data evaluation process. It describes the present state of the theoretical knowledge of the nuclear physics processes involved in reactor physics. After an overview of fission process and the associated observables (yields, spectra and multiplicities), theoretical models are described. During the evaluation process, the theoretical and experimental knowledge is distilled and synthetized into the files used by simulation codes. This review is illustrated by examples chosen from everyday practice of nuclear data evaluation.

Auteur(s)

  • 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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KEYWORDS

nuclear data   |   simulation codes   |   fission process   |   evaluation process

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bn3009


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5. Conclusion

Quelles que soient les observables de fission que l’on souhaite évaluer, nous avons vu que la mesure reste incontournable. Lors de cette dernière décennie, la communauté des physiciens expérimentateurs s’est fortement mobilisée pour améliorer la qualité des mesures par le développement de nouveaux détecteurs, l’amélioration des outils de simulation des expériences, etc. Certaines mesures répondent à des besoins spécifiques émanant des applications (mesures métrologiques), d’autres sont plus ciblées sur la recherche de corrélations entre les observables de fission afin d’améliorer et tester nos modèles de fission.

Concernant les rendements de fission, la tâche des expérimentateurs est considérable puisque dans l’idéal, nous aimerions connaître les rendements d’un grand nombre de produits de fission, pour de nombreux noyaux fissionnants et sur un large spectre en énergie d’excitation ! Le travail de l’évaluateur consiste à faire l’inventaire des mesures et de ne sélectionner que celles qui sont statistiquement compatibles entre elles. Il va également devoir s’appuyer sur des modèles (modèle empirique de Wahl, par exemple) pour estimer la valeur d’un rendement lorsqu’aucune mesure n’existe. Récemment, un code développé par K.-H. Schmidt a vu le jour. Il s’agit du code « GEF » qui constitue un outil désormais très précieux pour l’évaluateur. Ce code calcule d'abord les rendements pré-neutron en masse en s’appuyant sur le concept des modes de fission développé par Brosa. Les caractéristiques de ces modes vont permettre de déduire les propriétés des fragments de fission (rendement, déformation des fragments de fission au point de scission, énergie cinétique, etc.). Ensuite, l'énergie totale d'excitation disponible à la scission est partagée entre les deux fragments et un traitement statistique simule l'émission des neutrons et des gammas prompts. Ce code contient plusieurs paramètres libres (une soixantaine) qui ont été ajustés pour reproduire de très nombreuses données expérimentales. Une...

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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...

1 Sites Internet

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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