De la fission aux nouvelles filiÃ¨res - Cenbg - IN2P3

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étape – le traitement de la dynamique collective –, il est alors possible d’ignorer le couplage aux excitations internes du noyau. Citons deux types d’approches appartenant à cette classe de modèles : • la théorie de la fragmentation (“fragmentation theory”) [75] dont le but est de déterminer les distributions en masse des fragments de fission. Cette approche construit les états quantiques Ψ k (ξ) fonctions du paramètre d’asymétrie de masse ξ construits sur la SEP du noyau au voisinage de la scission. En principe, la distribution en masse doit être proportionnelle au carré |Ψ 0 (ξ)| 2 de la fonction d’onde d’énergie la plus basse Ψ 0 . En fait, afin de retrouver les largeurs expérimentales des distributions en masse, il est nécessaire de supposer que plusieurs états Ψ k sont peuplés. Or, l’introduction de probabilités d’occupation pour les Ψ k ne peut être réalisée dans le cadre du modèle que d’une façon empirique, par exemple en postulant une loi de Boltzman paramétrée par une température T ou un couplage phénoménologique à d’autres degrés de liberté collectifs. La nécessité de recourir à de tels ingrédients phénoménologique constitue l’une des limites à cette approche. • l’approche complètement microscopique fondée sur la méthode de la coordonnée génératrice dépendant du temps. Jusqu’ici cette approche a été appliquée à deux types de problèmes : l’étude du mécanisme de la scission dans le 240 Pu [76, 77] et la description de la dynamique depuis le noyau composé jusqu’à la scission dans le noyau 238 U [78]. La méthode utilisée ne nécessite aucun paramètre phénoménologique hormis ceux contenus dans l’interaction nucléon-nucléon effective. Elle constitue probablement la base des techniques qui seront développées dans le futur. Nous le présenterons plus en détail dans la Section 5. 5 La fission aujourd’hui 5.1 Une conjoncture nouvelle Après une éclipse pendant les années 1980, on assiste depuis dix à quinze ans à une renaissance des études sur la fission. Ce regain d’activité est dû tout d’abord aux progrès dans les instruments expérimentaux qui permettent d’accéder aux propriétés de fission de noyaux nouveaux, notamment des noyaux fissiles “exotiques”, et de mesurer les sections efficaces et les observables de fragments avec une efficacité accrue. Du côté de la théorie, l’augmentation de la puissance des moyens de calcul numériques a également suscité des études nouvelles, d’une part dans le domaine de la théorie des réactions, d’autre part dans celui des approches microscopiques quantiques de la dynamique du phénomène. La tendance actuelle est d’utiliser des approches microscopiques du noyau, c’est-à-dire des méthodes de solution du problème à N corps quantique utilisant comme seule donnée l’interaction entre les nucléons. Par exemple, on sait maintenant construire des potentiels optiques nucléon-noyau microscopiques. Leurs seuls ingrédients sont des données de structure issues des théories microscopiques et l’interaction entre le nucléon incident et chacun des nucléons de la cible. On commence également à décrire le phénomène de fission depuis la formation du noyau composé jusqu’à la scission dans un formalisme quantique dépendant du temps entièrement microscopique. Naturellement ces études ont été fortement encouragées par les programmes civils et militaires nationaux et européens à propos desquels est apparue la nécessité de disposer de données 44
nucléaires plus précises et couvrant un ensemble plus vaste de noyaux. Actuellement, les données sont encore évaluées avec les modèles phénoménologiques esquissés dans le chapitre précédent car les approches microscopiques de la fission ne permettent pas de les obtenir avec une précision suffisante. Les théories de la fission en cours de développement peuvent malgré tout fournir des informations utiles à l’évaluation. Nous reviendrons sur ce point à la fin du chapitre. 5.2 Mesures et approches théoriques récentes La figure 19 présente à gauche les distributions en charge des fragments de fission mesurées en 2000 dans 70 noyaux de Z compris entre 85 et 92 [80]. Les distributions en énergie cinétique déduites de la même expérience dans 37 de ces noyaux sont représentées à droite. Les noyaux Fig. 19 – A gauche, distributions en charge des fragments de fission des noyaux entre 221 Ac et 234 U (en haut) et entre 205 At et 221 Th (en bas). La ligne pointillée indique la transition entre la fission symétrique et la fission asymétrique selon les calculs de Möller [79]. A droite, distributions en énergie cinétique correspondantes. Les deux figures sont tirées de la Réf. [80]. fissionnants, tous déficients en neutrons, ont été produits au GSI à Darmstadt par fragmentation sur une cible de Béryllium de noyaux d’ 238 U accélérés à une énergie de 1 GeV par nucléon. Les noyaux résultants sont identifiés en charge et en masse puis envoyés sur une cible secondaire de plomb destinée à les exciter par interaction électromagnétique. Les modes excités de cette façon sont les résonances géantes multipolaires, en particulier la résonance géante dipolaire. Ces modes d’excitations sont situées à une énergie d’environ 11 MeV et ils décroissent essentiellement par fission. La fission observée dans ces noyaux se produit donc à des énergies de l’ordre de 5 à 6 MeV au dessus des barrières. Les distributions à gauche sur la figure 19 sont des distributions en charge et non en masse car seule la charge des fragments de fission a été mesurée. On voit sur cette figure que les noyaux les plus déficients en neutrons, ont tous une composante de fission symétrique importante, voire dominante. 45
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Modélisation et Evaluation de Donn
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Un exemple de données nucléaires
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Γ b . Malheureusement, comme il n
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Signalons cependant que des études
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Jusque là nous n’avons discuté
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avec a le paramètre dit « de dens
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Si l’on revient un instant en arr
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Nous nous sommes placés dans un ca
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Résultats de calculs de benchmarks
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Mesure de sections efficaces d’in
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modèle optique, σ NC peut être c
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car ∑ J , π P = P ( E*) ⋅ ∑
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mesurer la distribution angulaire d
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Une version plus sophistiquée de n
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Données et modélisation de la spa
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Processus et faisabilité de la tra
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Sommaire 1 Les bases physiques de l
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Mesure et analyse des sections effi
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Réacteurs hybrides : avancées ré
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Liste des notations [= …] notatio
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Introduction Depuis près de quinze
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éacteur sous-critique, il peut êt
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3.3.4. Le design du cœur sous-crit
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PORQUET Marie-Geneviève CSNSM - B
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