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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

Rendements de fission
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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2. Rendements de fission

2.1 Types de rendements

Il est important de distinguer les différents types de rendements (taux de production) dont nous allons parler dans ce paragraphe et dont les termes se retrouvent dans la littérature :

  • les rendements « pré-neutrons » : Ces rendements correspondent aux rendements des FF (avant émission des neutrons prompts). Ils sont très importants pour améliorer notre compréhension du processus de fission mais n’interviennent pas pour les applications et ne sont donc pas fournis dans les bibliothèques de données nucléaires évaluées ;

  • les rendements « indépendants » ou rendements « post-neutrons » correspondent aux rendements après émission des neutrons prompts, mais avant décroissance β. Autrement dit, ils correspondent aux rendements des produits de fission primaires. Ils sont fournis dans les évaluations dans le « file » 8 MT-454 (selon le format ENDF (Evaluated Nuclear Data Format ). Le passage des rendements pré-neutrons Y pre aux rendements indépendants Yind d’un noyau de masse A et de charge nucléaire Z s’effectue ainsi :

( 6 )

P A+υ(υ) représente la probabilité pour qu’un fragment de fission primaire de masse A + υ émette υ neutrons prompts (voir la figure 4 a qui illustre schématiquement l’équation (6)) ;

on distingue enfin les rendements « cumulés », qui (selon la définition du format ENDF) correspondent au rendement d’un noyau obtenu à partir de toutes les voies de formation qui concourent à la création...

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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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