Etude des réactions (n, xn) pour les noyaux fertiles / fissiles du cycle du combustible innovant au Thorium

Study of (n, xn) reaction for fissile/fertile nuclei of innovative thorium fuel cycle

• Auteur / Autrice : Eliot Party
• Direction : Philippe Dessagne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 19/09/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Dorvaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roberto Capote Noy, Dimitri Rochman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cyrille de Saint Jean, Beatriz Jurado
• DOI : 10.70675/4234916fz77e4z4ad3zaeb5zd377a26a9c2a

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réacteurs nucléaires

Thorium

Sections efficaces (physique nucléaire)

Neutrons -- Spectres

Mots clés libres

Diffusion inélastique

(n,xn)

(n,xnγ)

Spectroscopie gamma

Thorium

Sensibilité

Section efficace

MCNP

SERPENT

Inelastic scattering

(n,xn)

(n,xnγ)

Gamma spectroscopy

Thorium

Sensitivity

Cross section

MCNP

SERPENT

Résumé

Pour atteindre les objectifs de précision des simulations de réacteurs, des données nucléaires précises sont nécessaires, particulièrement pour les futurs réacteurs. Dans ce travail de thèse, une étude approfondie des réactions (n,xn) sur le 232Th a été réalisée par la méthode de la spectroscopie gamma prompte associée a la technique du temps de vol. Les sections efficaces de 81 (n,n'γ), 11(n,2nγ) et 7 (n,3nγ) ont été obtenues pour des énergies de 0,2 a 20 MeV, ce qui étend considérablement la gamme d’énergie couverte par les données expérimentales. De plus, l'impact de l’incertitude des sections efficaces sur la simulation de systèmes nucléaires a été examiné pour les isotopes du cycle du thorium 232Th et 233U en utilisant les logiciels MCNP et SERPENT. Ce travail a montré que l’incertitude sur la section efficace de diffusion inélastique (n,n’) du 232Th est la source d’incertitude principale pour plusieurs paramètres de réacteur.

To attain target precisions in reactor simulation, accurate nuclear data are needed, especially for future reactors. In this work, a thorough study of (n,xn) reactions on 232Th has been realised using prompt gamma spectroscopy associated with time of flight method. Cross sections of 81 (n,n'γ), 11 (n,2nγ) and 7 (n,3nγ) have been obtained for energies from 0,2 to 20 MeV, thus expanding considerably the energy range covered by experimental data. Moreover, the influence of cross sections’ uncertainties on nuclear system simulation has been studied for thorium fuel cycle isotopes 232Th and 233U using MCNP and SERPENT codes. This work has shown that uncertainty on inelastic scattering (n,n’) for 232Th is the main contributors to uncertainty of several reactor parameters.