De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

fortement de l'énergie du neutron et la probabilité d'interaction (par fission) augmente fortement, on va
faire diminuer l'énergie du neutron par de multiples interactions de diffusion.
Comme conséquence de la diffusion, le neutron originel de haute énergie va réagir avec le noyau du
matériau et l'énergie du neutron va diminuer et finalement on va obtenir un neutron lent. Ce processus
est appelé modération. Finalement, l'énergie du neutron deviendra si basse que l'énergie du neutron
sera du même ordre que l'énergie cinétique des atomes.
Lorsque les neutrons dans un matériau amassent, lors des collisions, autant d'énergie qu'ils en cèdent,
on dit alors qu'ils sont dans un équilibre thermique avec le matériau dans lequel ils se trouvent.
L'énergie cinétique est alors dépendante de la température et l'on parle alors aussi de neutrons
thermiques. La distribution d'énergie des neutrons thermiques sera décrite par l'équation de Maxwell-
Boltzmann:
E
nE ( ) 2 E −
e
kT
= ⋅ ⋅ (12)
n π kT kT
Avec
n: la densité neutronique en neutron /cm³
T: la température en °K
k : la constante de Boltzmann = 13.8 10 -24 J/°K
La distribution de Maxwell-Boltzmann peut être déduite de la cinétique de la théorie des gaz ou à
l'aide des méthodes dans la mécanique statistique. Cette distribution de Maxwell-Boltzmann est
proposée graphiquement à la figure 5.
Maxwell-Boltzmann Distribution
0.015
0.012
Φ(E)
0.009
0.006
0.003
0.000
0 0.05 0.1 0.15 0.2
Neutron Energy E (eV)
Figure 5: Distribution d'énergie des neutrons à T =300°K
L'énergie la plus probable est donnée par E th =kT. L'énergie moyenne est de 1.5 kT. L'énergie des
neutrons la plus probable peut être déterminée par:
2 ⋅ E
th m
v
th
= = 2200
m s
avec E = 0.025 eV
th
(13)
70