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RÉSUMÉ
On décrit, dans les grandes lignes, la manière dont les données nucléaires (sections efficaces, spectres d’émission de particules, données de décroissance radioactives…) sont informatiquement organisées, physiquement et numériquement traitées pour être utilisables, en particulier par les logiciels dédiés aux applications nucléaires, résolvant d’une part l’équation du transport (équation de Boltzmann) des neutrons et des gamma dans la matière et d’autre part les équations d’évolution temporelle des concentrations des nucléides (équations généralisées couplées de Bateman) du système physique étudié. L’importance centrale des neutrons dans le domaine de la physique des réacteurs nucléaires justifie la place privilégiée qui est accordée à leurs sections efficaces dans cet article.
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Cheikh M’Backé DIOP : Ingénieur-chercheur - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, CEA/Saclay, France
INTRODUCTION
Les articles Physique des réacteurs – Les bases de la physique nucléaire [BN 3 010] et Physique des réacteurs – Les réactions nucléaires [BN 3 011] présentent les principales caractéristiques du noyau atomique et celles des phénomènes nucléaires que sont la radioactivité et les réactions nucléaires. Ces caractéristiques sont représentées par des ensembles de valeurs numériques, que les spécialistes désignent par les termes suivants : données physiques de base, données nucléaires, données atomiques et données spectroscopiques. Il arrive, dans l’usage, que l’expression « données nucléaires » (nuclear data) recouvre de manière générique l’ensemble de ces données.
Le présent article décrit, dans les grandes lignes, la manière dont les données nucléaires (sections efficaces, spectres d’émission de particules, données de décroissance radioactives…) sont informatiquement organisées, physiquement et numériquement traitées pour être utilisables, en particulier, par les logiciels dédiés aux applications nucléaires, résolvant d’une part l’équation du transport (équation de Boltzmann) des neutrons et des gamma dans la matière et d’autre part les équations d’évolution temporelle des concentrations des nucléides (équations généralisées de Bateman). L’importance centrale des neutrons dans le domaine de la physique des réacteurs nucléaires justifie la place privilégiée qui leur est accordée dans cet article.
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MOTS-CLÉS
dosimétrie neutronique format ENDF section efficace ponctuelle équations généralisées couplées de Bateman
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- Version archivée 1 de janv. 2007 par Cheikh M’Backé DIOP
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Traitement des sections efficaces
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2. Sections efficaces des neutrons et des gamma. Traitement
La section efficace microscopique est une grandeur physique qui caractérise l’occurrence d’une interaction particulière (absorption, diffusion, fission, etc.) entre une particule incidente et un noyau ou atome cible. Les différents types de sections efficaces correspondant à des degrés de finesse différents de description de l’interaction particule-matière ont été définis dans l’article [BN 3 011] avec leurs unités respectives. On rappelle qu’à une énergie donnée de la particule incidente, une section efficace microscopique (scalaire) est souvent exprimée en cm2 ou en barn (10–24 cm2).
2.1 Sections efficaces des neutrons
Le neutron, particule électriquement neutre, interagit avec le noyau de l’atome. Les principaux processus d’interaction nucléaire dans le domaine d’énergie 0 à 20 MeV sont présentés dans [BN 3 011]. Le tableau 3 donne, en exemple, la liste des réactions nucléaires répertoriées. Au sein d’une évaluation, chaque processus d’interaction est repéré par un numéro conventionnel : « MT » (au fil du temps, les conventions comme les formats peuvent subir des modifications)…
Une représentation des sections efficaces neutroniques du 56Fe tirées d’une évaluation est donnée sur la figure 1.
Les données physiques relatives à ces processus d’interaction sont contenues dans les évaluations sous la forme de « files », c’est-à-dire d’ensembles rassemblant, pour plusieurs dizaines ou centaines d’isotopes (stables et...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ENDF-102 – ENDF-6 Formats Manual - Data formats and procedures for the evaluated nuclear data file ENDF/B-VI and ENDF/B-VII. - National Nuclear Data Center (NNDC), Brookhaven National Laboratory, Rapport faisant l’objet de versions révisées, État-Unis, juin 2009.
-
(2) - ENSDF (Evaluated Nuclear Structure Data File) - Base de données contenant les informations sur la structure nucléaire et les modes de décroissance de 3 306 isotopes - (2016) http://www.nndc.bnl.gov/ensdf/
-
(3) - AUDI (G.), BERSILLON (O.), BLACHOT (J.), WAPSTRA (A.H.) - The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties – La base de données NUBASE2003 comporte les informations pour 3 177 isotopes : cf. atomic mass data center. - Nuclear Physics A, vol. 729, p. 3-128 (2003).
-
(4) - AUDI (G.), WAPSTRA (A.H.) - Atomic mass evaluation. - Nucl. Phys. A, 595, p. 409 (1995).
-
(5) - FIRESTONE (R.B.) - Tables of isotopes. - Wiley, États-Unis, avec CD ROM (1996).
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