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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

Exemples
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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4. Exemples

Nous présentons dans cette section quelques exemples d’ingrédients intervenant dans l’évaluation des observables de fission.

4.1 Rôle de la section efficace inverse dans le spectre de Weisskopf

Ce paragraphe a pour but de montrer l’impact de la prise en compte d’une section efficace inverse σ c(ε) sur le spectre de Weisskopf (voir équations (26) et (27)). En général, la section efficace inverse est d’autant plus élevée que l’énergie du neutron est faible. C’est ce que l’on peut observer sur la figure 34 a qui montre cette section pour le 140Xe (noyau souvent formé lors de la fission d’actinides). La section efficace a été calculée en considérant plusieurs potentiels optiques : Becchetti-Greenlees (courbe bleue), Köning-Delaroche (courbe verte), Morillon-Romain (courbe rouge) et le potentiel utilisé par Madland (courbe noire). Le spectre des neutrons émis par ce noyau 140Xe a été déduit du modèle de Weisskopf (pour une température fixée à 1 MeV), en utilisant ces différentes sections efficaces et en considérant également une section efficace constante. La figure 34 b montre ces spectres rapportés à une maxwellienne (T M = 1,32 MeV). On voit que la pente très forte de la section efficace en dessous d’environ 400 keV contribue à l’augmentation du spectre à basse énergie, notamment par rapport au cas où la section efficace inverse est constante. Du fait de la normalisation du spectre, la section efficace inverse va finalement affecter la totalité du spectre.

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4.2 Influence de la mesure sur l’évaluation du spectre de...

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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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