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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 de décroissance radioactive, rendements de fission et données de dosimétrieArticle inclus dans l'offre
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3. Traitement des sections efficaces
Pour être utilisables dans les codes de propagation des rayonnements, les sections efficaces doivent obligatoirement subir un traitement à la fois physique, numérique et informatique. Celui-ci découle de la nature des informations stockées dans les évaluations, de la nature du problème physique étudié et des méthodes numériques implémentées dans les codes de transport utilisés. Par exemple, les sections efficaces utilisées par les codes de propagation des particules par la méthode de Monte Carlo sont généralement ponctuelles en énergie, c’est-à-dire décrites par couples de valeurs [E, σ (E)] où E est l’énergie du neutron incident. Les codes de transport déterministes (méthode aux ordonnées discrètes/SN , éléments finis…) utilisent des sections efficaces « multigroupes », c’est-à-dire moyennées de manière appropriée par intervalle d’énergie. Le produit final du traitement est une bibliothèque de données physiques exploitable par le code de transport de particules désigné.
Il existe dans le monde plusieurs systèmes de codes capables de réaliser partiellement ou en totalité ce traitement des sections efficaces neutron et gamma (p. 35 de ). Le système NJOY élaboré...
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BIBLIOGRAPHIE
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(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.
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(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/
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(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).
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(4) - AUDI (G.), WAPSTRA (A.H.) - Atomic mass evaluation. - Nucl. Phys. A, 595, p. 409 (1995).
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(5) - FIRESTONE (R.B.) - Tables of isotopes. - Wiley, États-Unis, avec CD ROM (1996).
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