Mesures des sections efficaces totale et (n,2n) sur 241Am

Total and (n,2n) neutron cross section measurements on 241Am

• Auteur / Autrice : Christophe Sage
• Direction : Philippe Dessagne, Gérard Rudolf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique nucléaire
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets radioactifs

Américium

Isotopes

Sections efficaces (physique nucléaire)

Physique nucléaire

Van de Graaff, Accélérateurs

Résumé

Des mesures de sections efficaces neutroniques sur l’241Am ont été réalisées à l’IRMM à Geel, en Belgique, dans le cadre d’une collaboration entre ce laboratoire de la Commission Européenne et des laboratoires français du CEA et du CNRS. Des échantillons d'oxyde d'américium spécialement dédiés à ces mesures furent fabriqués au sein de l'ITU à Karlsruhe à partir de matière première fournie par le CEA Marcoule. Concernant la mesure de la réaction (n,2n), les irradiations eurent lieu auprès de l'accélérateur Van de Graaff de l'IRMM en plusieurs sessions de février 2007 à mars 2008. Cet accélérateur fournit un faisceau de neutrons quasi-monoénergétiques à des énergies comprises entre 8. 4 et 20. 6 MeV via les réactions D(d,n)3He et T(d,n)4He. La section efficace fut déterminée relativement à celle de la réaction standard 27Al(n,α)24Na. Les résultats détaillés dans cette thèse présentent la première mesure expérimentale de cette section efficace au-delà de 15 MeV, ainsi que trois autres énergies en bon accord avec les expériences précédentes. Les mesures de sections efficaces totale et de capture furent effectuées au sein de la source blanche de neutrons GELINA de l'IRMM. Ces mesures, effectuées entre mars 2007 et décembre 2008, se concentrent principalement sur les deux premières résonances de la section efficace de l'241Am aux énergies 0. 3 et 0. 57 eV. Les résultats des mesures de transmission confirment les tendances des mesures intégrales vers une augmentation de la section efficace. Les mesures de capture furent effectuées dans la continuité de celles de transmission, mais leur analyse n'est pas incluse dans ce travail de thèse.

Neutron induced reaction cross sections on 241Am have been measured at the IRMM in Geel, Belgium, in the frame of a collaboration between the EC Joint Research Centres IRMM and ITU and French laboratories from CNRS and CEA. Raw material coming from the Atalante facility of CEA Marcoule has been transformed into suitable AmO2 samples embedded in Al2O3 and Y2O3 matrices. The irradiations for the 241Am(n,2n)240Am reaction cross section measurement were carried out at the 7 MV Van de Graaff accelerator using the activation technique with quasi mono-energetic neutrons from 8 to 21 MeV produced via the D(d,n)3He and the T(d,n)4He reactions. The cross section was determined relative to the 27Al(n,α)24Na standard cross section and was investigated for the first time above 15 MeV. The induced activity was measured off-line by standard γ-ray spectrometry using a high purity Ge detector. A special effort was made for the estimation of the uncertainties and the correlations between our experimental points. A different sample of the same isotope 241Am has been measured in transmission and capture experiments in the resolved resonance region at the neutron ToF facility GELINA. The transmission measurement was performed in two campaigns, with an upgrade of the whole data acquisition system in between, followed by an investigation of its new performances. A preliminary analysis of the resonance parameters tends to confirm the recent evaluation to a higher value for the cross section at the bottom of the first resonances. A new design of C6D6 detectors for capture measurements has been studied, but the data reduction and analysis of the measurement are not part of this work.