Mesure de la section efficace de fission induite par neutrons rapides des noyaux ²³²Th / ²³³U dans le cadre des cycles de combustible innovants
Auteur / Autrice : | Cédric Grosjean |
Direction : | Gérard Barreau, Mourad Aiche |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences physiques et de l'ingénieur. Noyaux, atomes, agrégats, plasmas |
Date : | Soutenance en 2005 |
Etablissement(s) : | Bordeaux 1 |
Jury : | Président / Présidente : Jean Labarsouque |
Examinateurs / Examinatrices : Gérard Barreau, Mourad Aiche, Jean Labarsouque, Éric Liatard, Gérard Rudolf, Thierry Ethvignot | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Liatard, Gérard Rudolf |
Mots clés
Résumé
Le cycle du thorium (²³²Th / ²³³U) présente des caractéristiques moins polluantes que celui utilisé actuellement dans les combustibles des réacteurs nucléaires (U/Pu). Depuis une dizaine d'années, il fait l'objet d'un vaste programme de mesures dont l'objectif est d'atteindre une précision des données neutroniques des noyaux clés du cycle (²³²Th, ²³³Pa et ²³³U) comparable à celles du cycle U/Pu. Ce travail s'inscrit dans ce cadre d'études et consiste à mesurer les sections efficaces de fission induites par neutrons rapides (de 1 à 7 MeV) des noyaux ²³²Th et ²³³U avec une incertitude inférieure à 5 %. Ces mesures impliquent de déterminer le taux de fission émis par la cible, le nombre d'atomes composant la cible et le flux de neutrons arrivant sur celle-ci. Cette dernière quantité a été obtenue en utilisant comme réaction de référence, la diffusion élastique (n, p) dont la section efficace est la mieux connue sur un large domaine en énergie de neutron (~ 0,5 % de 1 eV à 50 MeV) comparée à celle de la réaction 235U(n, f). Cette technique a été appliquée pour la première fois à ces deux noyaux. Un modèle statistique de type Hauser- Feshbach a été également développé dans ce travail. Il a permis de décrire les différentes voies de désexcitation du noyau composé 234U pour des énergies de neutron de 0,01 à 10 MeV. Les paramètres de ce modèle ont été ajustés afin de reproduire la section efficace de fission mesurée de ²³³U. A partir de ces paramètres, les sections efficaces des réactions suivantes ont pu être extraites : diffusion inélastique ²³³U(n, n'), capture radiative ²³³U(n, ) et ²³³U(n, 2n). Ces sections efficaces évaluées, dont les mesures sont encore difficilement réalisables, permettent de combler le manque de données expérimentales concernant ²³³U, le noyau fissile de la filière thorium.