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Mesures et modélisation des sections efficaces neutroniques des produits de fission

Physique corpusculaire et cosmos Physique nucléaire

Résumé du sujet

La connaissance précise des données nucléaires des produits de fission est un enjeu important pour la simulation des grandeurs neutroniques intéressant les études de criticité et les applications en réacteurs en fonction du taux de combustion du combustible.

Le réacteur MINERVE, situé au CEA Cadarache, a permis d’obtenir des données de validation pour de nombreux produits de fission en utilisant la technique de mesure par oscillation sur de petits échantillons faits d’isotopes séparés « purs ». Des travaux récents ont démontré que ces mêmes échantillons pouvaient, dans certaines conditions, servir à obtenir des données complémentaires par mesures de transmission neutronique sur l’installation GELINA située au JRC Geel en Belgique, avec l’avantage supplémentaire de pouvoir détecter la présence d’éventuels contaminants pouvant biaiser les mesures.

La thèse proposée vise, dans un premier temps, à mesurer des échantillons MINERVE contenant du samarium, du néodyme, du gadolinium, de l'europium, du rhodium, du césium, de l'hafnium, du dysprosium et de l'erbium dans l'installation GELINA du JRC-Geel. Il s’agira ensuite d’utiliser les mesures de transmission pour extraire des informations utiles sur la composition des échantillons. L'analyse des mesures fournira également des informations sur les données nucléaires (paramètres de résonances) de ces matériaux en fonction du nombre de masse.

Enfin, ces résultats seront étendus à des produits de fission à vie courte, dont la section efficace de capture est mal connue car difficilement mesurable. Un tel objectif peut en principe être atteint en combinant des calculs de types modèle optique et des méthodes stochastiques avec une systématique sur les propriétés moyennes des noyaux prédites par des calculs microscopiques.

Ce travail permettra au candidat d'acquérir des compétences en physique nucléaire expérimentale et théorique, ainsi qu’en physique neutronique. Les résultats obtenus seront valorisés auprès du groupe de travail JEFF de L'Agence pour l'Energie Nucléaire (OCDE/AEN).

Laboratoire

Département Etude des Réacteurs
Service de Physique des Réacteurs et du Cycle
Laboratoire d’Etudes de PHysique
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