Ralentissement et diffusion des neutrons

1. Définitions fondamentales

1.1 Sections efficaces

1.2 Densité neutronique. Flux. Courant

1.3 Taux de réaction

2. Loi de Fick (relation entre courant et flux)

2.1 Établissement de la loi de Fick

2.2 Discussion des hypothèses

2.3 Coefficient de diffusion

3. Équation de la diffusion des neutrons

3.1 Bilan

3.2 Conditions aux limites

3.3 Exemples

3.4 Définition et signification physique de la longueur de diffusion

4. Ralentissement et thermalisation. Généralités

4.1 Loi de choc

4.2 Définition de quantités et grandeurs caractéristiques

4.3 Équation du bilan en milieu infini

5. Ralentissement élastique. Solutions en milieu infini

5.1 Cas de l’hydrogène

5.2 Cas général

6. Ralentissement et diffusion. Âge de Fermi

6.1 Équation du bilan

6.2 Solution en milieu non absorbant

6.3 Solution en milieu absorbant

7. Notions relatives aux méthodes de calcul. Modèles multigroupes

7.1 Position du problème

7.2 Méthodes multigroupes

Références bibliographiques

Étudier un réacteur nucléaire, objet destiné à utiliser l’énergie dégagée par la fission, c’est, d’abord, l’étude des lois qui régissent les phénomènes conduisant à la fission, et en particulier la neutronique, science de la migration des neutrons et de leur interaction avec le milieu. Ce seront ensuite la thermique, afin de définir les procédés permettant de récupérer, de rendre utilisable, l’énergie libérée par la fission ; ce sera enfin toutes les techniques nécessaires à la définition de tout objet industriel.

Cet article est consacré à l’énoncé des bases de la neutronique : étude d’un gaz de neutrons dans un milieu en régime stationnaire ; la population neutronique y est caractérisée par deux variables, E énergie cinétique du neutron et XXX vecteur position du neutron dans l’espace. On s’intéressera successivement à chacune de ces deux variables, puis dans les derniers paragraphes aux deux variables simultanément.

Cet article reste théorique ; l’application des théories fondamentales à la physique des réacteurs fait l’objet de l’article Théorie des réacteurs nucléaires [B 3 025].

Pour une meilleure compréhension des développements mathématiques de cet article, le lecteur pourra se reporter aux articles Unités de mesure SI [23] et Unités légales et facteurs de conversion [24] de la rubrique Mathématiques du traité Sciences fondamentales.