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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
DOI (Digital Object Identifier)
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Données relatives au transport des particules chargées, domaine des énergies intermédiaires et données d’incertitudesArticle inclus dans l'offre
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4. Données de décroissance radioactive, rendements de fission et données de dosimétrie
4.1 Données de décroissance radioactive et rendements de fission
La radioactivité est induite par toute une variété de phénomènes physiques :
-
la fission provoquée par neutron et la fission spontanée ;
-
l’activation neutronique ;
-
les réactions photonucléaires : (γ, n), (γ, f), etc. ;
-
les réactions nucléaires induites par les particules chargées (α, p, d…).
Ils sont responsables de la formation de noyaux radioactifs classés dans les catégories suivantes :
-
les produits de fission ;
-
les actinides ou noyaux lourds ;
-
les produits d’activation ;
-
les produits de spallation.
La résolution des équations différentielles d’évolution auxquelles satisfont les concentrations des isotopes radioactifs exige de disposer, en plus des sections efficaces, des données de décroissance radioactive (decay data), dont les principales sont :
-
les isotopes radioactifs en distinguant les états stable et isomériques ;
-
les modes de décroissance précisés dans le tableau 10 ;
-
les périodes de désintégration ;
-
les rapports de branchement entre plusieurs voies possibles de désintégration ;
-
les rendements de fission ;
-
les rendements de neutrons de fission.
La détermination des grandeurs dérivées requiert de connaître :
-
les énergies moyennes mises en jeu dans les transitions radioactives : ce sont les énergies des particules α, β et des photons γ et/ou X ;
-
les spectres en énergie des particules émises α, β et γ ;
-
les rendements des réactions (α, n).
La plupart de ces données sont compilées et mises à jour dans une bibliothèque spectroscopique américaine, ENSDF ...
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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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