Mesure, modélisation et évaluation de sections efficaces à seuil (n, xnγ) d’intérêt pour les applications de l’énergie nucléaire

Measurement, modelling and evaluation of partial (n, xnγ) reaction cross sections of interest for nuclear energy applications

• Auteur / Autrice : François Claeys
• Direction : Maëlle Kerveno, Cyrille de Saint Jean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 31/03/2023
• 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 : Benoît Gall
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Diane Doré, Simon Ravaux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Roig, Dimitri Rochman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diffusion (physique)

Réacteurs nucléaires

Mesure

Sections efficaces (physique nucléaire)

Mots clés libres

Diffusion inélastique

Section efficace, (n, n’γ)

Spectroscopie-γ prompte

Temps de vol

GRAPhEME

Modélisation

TALYS

Evaluation

CONRAD

Incertitudes

Inférence Bayésienne

Inelastic scattering

Cross section, (n, n’γ)

Prompt γ-spectroscopy

Time of flight

GRAPhEME

Modelling

TALYS

Evaluation

CONRAD

Uncertainties

Bayesian inference

Résumé

Dans le contexte du développement des réacteurs de génération IV, des données nucléaires précises sont requises. Dans ce travail de thèse, on s’intéresse en particulier à la section efficace de diffusion inélastique (n, n’) pour les noyaux d’233U et d’238U. L'analyse des données de GRAPhEME, dispositif combinant les méthodes de la spectroscopie-γ prompte et du temps de vol, ont permis d’obtenir, pour la première fois, 12 sections efficaces 233U(n, n’γ). Une modélisation des sections efficaces de ces deux isotopes (233U et 238U) a été réalisée avec le code de réaction nucléaire TALYS. Dans le cas de l’238U, l’implémentation de nouveaux modèles permet un meilleur accord calcul/mesure pour les sections efficaces (n, n’γ). Il a été montré cependant que cela n’influe pas sur la section efficace (n, n’). Enfin, une évaluation des incertitudes des sections efficaces de réaction pour l’238U menée avec CONRAD compare différentes méthodes afin de propager les incertitudes expérimentales aux paramètres des modèles via l’inférence Bayésienne.

In the context of the development of generation IV nuclear reactors, precise nuclear data are needed. In this work, we study in particular inelastic scattering cross section for 233U and 238U nuclei. From the analysis of data from GRAPhEME, an experimental device combining prompt γ- spectroscopy and time of flight, we obtained for the first time 12 233U(n, n’γ) reaction cross sections. Cross sections modelling has been performed for both isotopes (233U et 238U) with the nuclear reaction code TALYS. In the 238U case, the implementation of new model in the code highlighted better agreement calculation/experiment for (n, n’γ) reaction cross sections. Despite this result, no change in the total inelastic scattering cross section has been seen. Finally, a cross sections uncertainties evaluation has been done with CONRAD, comparing different methods of propagating experimental uncertainties to model parameters via the Bayesian inference.