Travail effectué lors de la deuxième année de thèse

1. Travail effectué lors de la deuxième année de thèse

2. Plan • Théorique • Modification du code HMS-ALICE • Calcul GNASH • Programme de calcul de spectre de neutrons retardés à partir de produits de fission • Expérimental • Choix du détecteur • Mesure test des neutrons retardés créés par n+238U et analyse • Mesure des neutrons retardés crées par +238U

3. Etat de la bibliothèque de CINDER’90 (09/03)

4. Modification de la section efficace d’absorption pour HMS-ALICE • Modélisation de l’absorption • Utilisation en entrée des données de la bibliothèque RIPL 2 pour i et Ei • Utilisation de la règle de somme pour i

5. Résultats pour la photoabsorption Vérification de la règle de somme Amélioration

6. Perspectives Utilisation de la nouvelle version d’HMS-ALICE pour compléter la bibliothèque de sections efficaces de CINDER’90 pour les actinides et peut-être pour les produits de fission +238U IAEA HMS-ALICE Section efficace (mb) Absorption ,1n ,2n Préliminaire ,fission Energie (MeV)

7. GNASH • Utilisation de la section efficace d’absorption précédente • Amélioration des résultats pour 235U, 239Pu et 237Np • Calcul prévu pour 238U, 240Pu, 242Pu et 241Am • Insertion des résultats dans la bibliothèque ENDF-B VII (collaboration avec M. Chadwick et P. Young du LANL)

8. Résultats préliminaires: 241Am Les données n’existent que pour la fission Section efficace (mb) Energie (MeV)

9. 15 MeV 25 MeV YIELD (%) YIELD (%) DATA ABLA Fragment Mass (A) Fragment Mass (A) Distribution des fragments de fission: 235U

10. 15 MeV 25 MeV YIELD (%) YIELD (%) DATA ABLA Fragment Mass (A) Fragment Mass (A) Distribution des fragments de fission: 238U ABLA fourni par KH Schmidt (GSI) Les distributions en masse pour l’uranium sont bien reproduites

11. Extraction des six groupes de neutrons retardés à partir d’une distribution de fragments de fission ABLA donne les distributions individuelles de fragments de fission utilisées par CINDER’90 pour calculer les distributions cumulatives. A partir d’une bibliothèque de noyaux précurseurs on peut extraire les six groupes. N’importe quelle distribution de fragments de fission peut être utilisée. Ce programme a aussi été utilisé pour l’étude de l’activation liée aux neutrons retardés dans la cible de spallation (PbBi) à PSI (D. Ridikas).

12. Exemple : +235U ai t1/2 cum. Yield ----------Groupe 1------------------ Br87 g - 0.0572 - 55.6000 - 2.1989 -----------------------------------avg: t1/2: 55.600 tot: 0.057 ----------Groupe 2------------------ Ba144 g - 0.0947 - 11.5000 - 2.6305 Br88 g - 0.1103 - 16.2900 - 1.6761 I137 g - 0.1955 - 24.5000 - 2.8045 -----------------------------------avg: t1/2: 19.145 tot: 0.414 ----------Groupe 3------------------ Br89 g - 0.1210 - 4.4000 - 0.8768 Rb93 g - 0.0382 - 5.8400 - 2.7482 I138 g - 0.0696 - 6.4900 - 1.2662 -----------------------------------avg: t1/2: 5.206 tot: 0.240 ----------Groupe 4------------------ Br90 g - 0.0773 - 1.9100 - 0.3066 As85 g - 0.0578 - 2.0280 - 0.0973 I139 g - 0.0373 - 2.2820 - 0.3735 -----------------------------------avg: t1/2: 2.109 tot: 0.393 ----------Groupe 5------------------ Br92 g - 0.0029 - 0.3430 - 0.0088 Rb95 g - 0.0395 - 0.3840 - 0.4520 Br91 g - 0.0129 - 0.5410 - 0.0646 -----------------------------------avg: t1/2: 0.460 tot: 0.081 ----------Groupe 6------------------ Ba142 g - 0.0040 - 0.0106 - 4.4890 Rb97 g - 0.0035 - 0.1699 - 0.0139 -----------------------------------avg: t1/2: 0.117 tot: 0.010 -----------------------------------avg: t1/2 final: 11.058 tot final: 1.195

13. Résultats ABLA pour les neutrons retardés Les résultats sont encourageants mais des progrès restent à faire à différents niveaux : la modélisation dans ABLA et les données sur les précurseurs.

14. Etat du travail pour la bibliothèque de CINDER’90 Travail présenté à Nuclear Data’04 (Santa Fe) • Complète jusqu’aux actinides • Avec la nouvelle version d’HMS-ALICE possibilité de calculer les sections efficaces qui manquent et peut-être les distributions de fragments de fission • Venue de W. Wilson début 2005 pour compléter la bibliothèque avec les distributions soit d’ABLA soit d’HMS-ALICE • Première utilisation de la bibliothèque photonucléaire lors du calcul d’activation des bétons pour le démantèlement du LURE

15. Mesure des neutrons retardés issus de la photofission: motivation • Etude de noyaux composés difficiles à obtenir par la voie neutron (232Th, 238Pu, 237Np …) • Amélioration de la précision des données existantes • Amélioration des prédictions d’ABLA sur les bords des distributions en masse

16. Choix du détecteur • Détecteur 3He pour sa grande efficacité. • 4 bars • 30 cm de long • 2.5 cm de diamètre • Entouré de paraffine et de cadmium (1mm)

17. Le détecteur Besoin d’optimiser l’épaisseur de paraffine Choix 5 cm pour avoir l’efficacité la plus constante possible

18. Etalonnage du détecteur • A l’aide de source de neutrons (AmBe et Cf) et d’un faisceau mono-énergétique • Bon accord avec les simulations • Efficacité constante entre 0.1 et 1MeV

19. np nd p Expérience test • Mesure des neutrons retardés issus de la fission induite par neutrons de 2 MeV • Trois séries de mesure • 6s-6s • 25s-25s • 125s-125s

20. Résultats : nombre de neutrons retardés par fission • νd = 0.044113.5% à comparer àνd = 0.04663.6% (JENDL) • L’incertitude provient de la méconnaissance de l’intensité faisceau.

21. Résultats : paramètres des différents groupes (125-125)

22. Résultats : paramètres des différents groupes (25-25)

23. Résultats : paramètres des différents groupes (6-6)

24. Bilan de l’expérience test • Les résultats obtenus sont encourageants • Une meilleure statistique permettra des résultats plus précis • Choix plus judicieux des périodes d’irradiation • Importance de la connaissance du bruit de fond • Amélioration de la technique d’analyse

25. Modification de la technique d’analyse • Plutôt que de chercher les paramètres tous ensemble on cherche d’abord les paramètres du groupe 1 sur la durée où il prédomine • On cherche les groupes 1 et 2 en utilisant pour le groupe 1 les paramètres précédents • On procède de la même manière pour les autres groupes

26. Neutron retardés de photofission • Expérience à 15 MeV 1µA • 400g 238U • 3 séries de mesures • 300s-300s • 5s-100s • 1 impulsion 30s • Mesures de l’intensité du faisceau • Chambre à fission • Activation d’un barreau de cuivre • Mesure du courant

27. Dispositif expérimental

28. Résultats préliminaires Données de Atom Ener 20 (1966) p268

29. Conclusion et perspectives • Résultats encourageants • Analyse en cours pour l’expérience de photofission • Utilité de tester le nouveau programme d’analyse avec les données neutrons • Normalisation avec chambre à fission si possible • Mesures systématiques de neutrons retardés (232Th, 237Np, 239Pu, …) • Projet européen NUMADE

30. Planning prévisionnel En préparation deux articles sur l’évaluation des sections efficaces avec GNASH et la modification de la bibliothèque de CINDER’90