Mesure de la section efficace de capture neutronique du 232 Th à n_TOF au CERN

par Gaëlle Aerts

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Nimet Frascaria.


  • Résumé

    Dans le contexte de l'énergie nucléaire comme source d'énergie durable, un programme de recherche se concentre sur une nouvelle filière basée sur le cycle thorium. Le principal avantage de ce cycle, comparé au cycle uranium, est celui de la minimisation de la production d'actinides mineurs, dont l'impact radiologique à long terme représente un problème conséquent. Actuellement, les bases de données nucléaires ne fournissent pas, en terme de précision, des sections efficaces permettant d'entreprendre des calculs simulatoires plus réalistes pour ce type de réacteurs. La section efficace de capture neutronique du 232Th en est un exemple. Par le biais de la collaboration n_TOF, dont le site expérimental situé au CERN est caractérisé par une résolution performante en énergie de neutrons couplée à un flux instantané de haute intensité, la mesure de cette réaction a été effectuée en 2002 à partir de deux détecteurs C6D6. La problématique, consistant à déterminer l'efficacité de détection d'une cascade de rayonnements gamma possédant un comportement aléatoire, a été résolue par l'utilisation de fonctions de pondération. Celles-ci ont été obtenues par simulation Monte Carlo, grâce au code MCNP. L'extraction, la réduction des données ainsi que la description du flux de neutrons ont conduit à l'obtention du rendement de capture. Dans la région des résonances résolues, les paramètres de résonance décrivant la section efficace ont été déduits grâce au code SAMMY, incluant le traitement de la matrice R. Dans la région des résonances non-résolues, nous avons attribué à la section efficace une incertitude de 5% et une comparaison avec des mesures récentes montre un résultat cohérent.

  • Titre traduit

    Measurement of the 232 thorium capture cross section at n_TOF-CERN


  • Résumé

    Within the context of nuclear power as a sustainable energy resource, a program of research is concentrated on a new nuclear fuel cycle based on thorium. The main advantage, as compared to the uranium cycle, is a lower production of minor actinides, of which the radiological impact on the long term constitutes a problem. At present, nuclear data libraries don't provide cross sections of a good enough quality, allowing more realistic calculations from simulations related to these reactors. The 232Th neutron capture cross section is an example. With the n_TOF collaboration, the measurement of this reaction was achieved in 2002 using two C6D6 detectors. The experimental area located at CERN, is characterized by an outstanding neutron energy resolution coupled to a high instantaneous neutron flux. The determination of the gamma-ray cascade detection efficiency, with a random behaviour,has been obtained by the use of weighting functions. These were deduced from Monte Carlo simulations with the code MCNP. Data extraction, reduction, and the description of the neutron flux have lead to the capture yield. In the resolved resonance region, the resonance parameters describing the cross section were deduced with the code SAMMY, using the R-matrix theory. In the unresolved resonance region, an uncertainty of 5% is found, and a comparison with recent measurements shows a good agreement.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (189 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 127-133

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)176
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