De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

μ = ∑ μ
μ P ( μ)
(54)
Les neutrons prompts émis ont une relativement haute énergie et sont donc très rapides. Ici aussi il y a
une certaine distribution de probabilité de l'énergie avec laquelle les neutrons prompts seront émis,
mais l'énergie est d'environ 1MeV. Quand ces neutrons rapides naissent dans le réacteur, ils sont
d'abord ralentis, ce qu'on appelle modération, jusqu'à ce qu'ils atteignent une énergie qui correspond
avec l'équilibre thermique du système et que l'on appelle énergie thermique E th =0.025eV). Malgré le
fait que le temps de modération d'un neutron soit relativement court (10 -5 à 10 -4 s) le neutron parcourt
encore une relativement grande distance que l'on appelle Age de Fermi τ (généralement exprimé en
cm²). Quand le neutron est modéré, il sera encore diffusé dans le réacteur. Etant donné la faible
énergie du neutron à ce moment, ce temps est plus long, cependant la distance parcourue, donnée par
la longueur de diffusion L (généralement exprimée en cm), est du même ordre de grandeur que l'Age
de Fermi (voir tableau 3).
La durée de vie moyenne d'un neutron l ∞ dans un milieu infini peut être calculée grâce au libre
parcours moyen d'absorption λ a et la vitesse moyenne du neutron v dans le réacteur par l'expression
suivante:
l
∞
λa
=
v
1
=
vΣ
a
(55)
Avec Σ a : la section efficace macroscopique d'absorption
Le tableau 3 donne un aperçu de la durée de vie moyenne l ∞ , de l'Age de Fermi τ et de la longueur de
diffusion L pour différents matériaux de modérateur
Tableau 3: Durée de vie moyenne l ∞ , Age de Fermi τ et longueur de diffusion L pour différents types
de modérateurs.
Modérateur τ (cm 2 ) L 2 (cm 2 ) l ∞ (s)
Eau (H 2 O) 27 8.12 2.1 10 -4
Eau lourde (D 2 O) 131 28900 0.14
Graphite 368 3481 0.016
Pour obtenir la durée de vie moyenne dans un milieu fini, on se sert de l ∞ qui doit encore être
corrigé pour les fuites de neutrons dans le milieu pendant la modération et la diffusion à l'aide
de l'expression suivante:
l∞ l = (56)
2 2
1+
B . M
B 2 : facteur qui tient compte des dimensions géométriques du noyau (Laplacien géométrique)
M 2 :longueur de migration qui détermine la distance moyenne qu'un neutron parcourt pour une
absorption thermique et qui est donné par la formule M 2 =τ+L 2 .
L'expression 56 nous enseigne que la durée de vie moyenne d'un neutron est donc dépendante des
propriétés du matériau du modérateur comme des dimensions géométriques du cœur du réacteur.
3.1.2 Neutrons retardés
Bien qu'après la fission induite une grande partie du nombre total de neutrons soit émis
immédiatement après la fission, il existe une petite fraction de neutrons (environ 1%) qui avec un
85