De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

Jusque là nous n’avons discuté que d’une décroissance unique, mais s’il reste
suffisamment d’énergie d’excitation dans le noyau résiduel après décroissance, il
suffit de le faire décroître par la même méthode jusqu’à ce que toutes les voies de
décroissance possibles soient fermées. La figure ci-dessous illustre la chaine des
désexcitations statistiques que suit le noyau composé pour se désexciter et peupler
les différentes voies de réaction. Sur ce schéma sont figurés les différents états du
noyau composé accessibles au système induit par la réaction neutron+ [Zc,Nc-1]
(flèche rouge) qui forme le noyau composé initial [Zc,Nc] dans un état
d’excitation et de spin donné. Pour chaque noyau, on peut voir l’état fondamental
(traits horizontaux gras), quelques niveaux excités discrets (traits horizontaux
fins), et le continu discrétisé (pavés bleus découpées par les pointillés roses). Sont
aussi signalées les valeurs de Sn, Sp et Sα, respectivement les énergies de
séparation neutron, proton et alpha. L’état initial du noyau composé formé, peut
alors se désexciter dans toutes les voies ouvertes (γ, n, p, d, t, 3 He, α, fission) en
fonction la fraction d’espace de phase associée à cet état final. Cette désexcitation
qui va dépeupler l’état initial pour peupler, d’autres états (discrets ou de continu
discrétisé) jusqu’à ce que toute la population de l’état initial se retrouve dans des
états qui ne peuvent plus décroitre. La section efficace de formation du noyau
composé est alors répartie au prorata des populations finales.
Illustration de la compétition entre les différentes voies de désexcitation du noyau
composé dans un processus de décroissance statistique avec émission multiple.
e. Densités de niveaux.
Comme nous venons de le voir, la description du continu des états du noyau
composé intervient de façon importante dans la compétion entre les différentes
voies de décroissance du noyau composé. Il est donc important de bien décrire la
densité de niveaux qui quantifie, en fonction de l’énergie d’excitation du noyau
composé, les états nucléaires accessibles au système. En effet, comme cette densité
de niveaux croit de façon exponentielle avec l’énergie d’excitation il est illusoire
de vouloir décrire niveau par niveau les densités de niveaux à l’énergie de
séparation d’un neutron Sn, qui à cette énergie sont de l’ordre du million de
niveaux par MeV. On décrit donc cette densité de niveaux de façon statistique dès
que l’on rentre dans le domaine du continu (au-delà du dernier niveau discret).
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