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Article de référence | Réf : BN3008 v1

Conclusion
Physique des réacteurs – Modélisation et évaluation des sections efficaces

Auteur(s) : Eric BAUGE, Cyrille de SAINT JEAN, Stéphane HILAIRE, Anne NICOLAS

Date de publication : 10 juil. 2020

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Physique des réacteurs – Modélisation et évaluation des observables de fission

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8. Conclusion

Le panorama présenté dans cet article montre combien l’évaluation des données nucléaires est un processus complexe, intégrant à la fois des aspects théoriques très divers et des aspects expérimentaux. Ces derniers sont utilisés à la fois pour fournir des données d’entrée aux différents modèles et pour les valider ; cette démarche a été adoptée pour construire les bibliothèques d’aujourd’hui (par exemple JEFF3.3 et ENDF/B-VIII). Elles montrent des progrès significatifs comparativement aux bibliothèques des générations précédentes.

Cette discipline, à la frontière entre physique nucléaire et applications, se doit de respecter les spécificités des deux : s’appuyer sur les meilleures connaissances scientifiques et permettre une simulation numérique de qualité des installations nucléaires.

Comme on l’a vu, l’emploi de différents modèles plus ou moins imbriqués permet une représentation de plus en plus fiable et prédictive du comportement des noyaux. Il reste néanmoins un travail considérable à accomplir afin de s’affranchir des paramètres ajustés de façon ad hoc, au profit de calculs tendant de plus en plus vers l’ab initio et les premiers principes. Des travaux récents montrent que cet objectif, même s’il est très éloigné, n’est pas hors d’atteinte.

Remerciements

Nous tenons à remercier les personnes suivantes pour leur participation à l’élaboration de ce document :

Pascal Archier, Olivier Bersillon, Olivier Bouland, Jean-Paul Delaroche, Pierre Dos-Santos Uzzaralde, Helder Duarte, Emmeric Dupont, Marc Dupuis, Michel Girod, Héloïse Goutte, Toshihiko Kawano, Arjan J. Koning, Colette Le Luel, Maria Lopez-Jimenez, Benjamin Morillon, Gilles Noguère, Pascal Romain, Jean-Christophe Sublet, Patrick Talou, Pierre Tamagno.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - ENDF-6 - Format Manual, data format and procedures for the evaluated data files, - rapport BNL-90365-2009 Rev. 1, Brookhaven National Laboratory, USA (2010).
(2) - International handbook of evaluated criticality safety benchmark experiments, - NEA/NSCDOC(95)03, Nuclear Energy Agency Paris (2018).
(3) - WIGNER (E.P.), EISENBUD (L.) - Higher Angular Momenta and Long Range Interaction in Resonance Reactions, - Phys. Rev. 72, 29-41 (1947).
(4) - HUMBLET (J.), ROSENFELD (L.) - Theory of nuclear reactions: I. Resonant states and collision matrix, - Nucl. Phys. 26, 529-578 (1961).
(5) - LANE (A.M.), THOMAS (R.G.) - R-Matrix Theory of Nuclear Reactions, - Rev. Mod. Phys. 30, 257-353 (1958).
(6) - REICH (C.W.), MOORE (M.S.) - - Phys....

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - LES ÉVALUATIONS : POURQUOI, POUR QUI ?

1.1 - Rappels sur la neutronique
1.2 - Notion de « données nucléaires »
1.3 - Qu’est-ce qu’un « fichier évalué » ?
1.4 - Utilisation des données évaluées
1.5 - Une recherche constante d’amélioration des évaluations
1.6 - Validation des données nucléaires

2 - LES ÉVALUATIONS : COMMENT ?

2.1 - Reprise d’évaluations existantes
2.2 - Normalisation d’évaluations existantes
2.3 - Interpolation de données expérimentales
2.4 - Modélisation

3 - TYPES DE MESURES DES DONNÉES

3.1 - Expériences microscopiques
3.2 - Expériences intégrales
3.3 - Remarques sur les expériences

4 - MODÉLISATION DES DONNÉES NUCLÉAIRES : LES SECTIONS EFFICACES DE RÉACTION

4.1 - Enchaînement des modèles de sections efficaces
4.2 - Relations élémentaires entre les sections efficaces et la physique nucléaire : la matrice de collision
4.3 - Domaine des résonances (résolues et non résolues)
4.4 - Transition entre le domaine des résonances non résolues et le continuum
4.5 - Domaine du continu
4.6 - Modèles de fission
4.7 - Formatage, validation

5 - ASSIMILATION DES DONNÉES EXPÉRIMENTALES ET DES MODÈLES : INFÉRENCE BAYÉSIENNE

5.1 - Principes généraux
5.2 - Résolution analytique
5.3 - Résolution par la méthode de Monte-Carlo

6 - QUELQUES EXEMPLES

6.1 - Rôle des états couplés
6.2 - Influence des coefficients de transmission sur le modèle statistique
6.3 - Section efficace (n,2n) du 239Pu
6.4 - Rôle des densités de niveaux
6.5 - Difficultés issues de la qualité des données expérimentales, exemple du 238Pu(n,f)
6.6 - Validation intégrale
6.7 - Importance du domaine des résonances résolues : les sections efficaces du 239Pu
6.8 - Un noyau de masse intermédiaire, le sodium (23Na)
6.9 - Importance du domaine des résonances non résolues pour la neutronique