Détermination du moment angulaire de fragments de fission par la mesure de rapports isomériques.

par Jehaan Nicholson

Projet de thèse en MEP : Mécanique des fluides Energétique, Procédés

Sous la direction de Olivier Sérot.


  • Résumé

    Dans le cadre d'une collaboration entre le Laboratoire d'Etudes de Physique (LEPh) du CEA-Cadarache, le Laboratoire de Physique Subatomique et Corpusculaire (LPSC) de Grenoble et l'Institut Laue Langevin (ILL) de Grenoble, un programme de mesures de rendements de fission est engagé depuis plusieurs années [1]. Ces rendements de fission concernent les actinides d'intérêt pour les cycles actuels et innovants. Ils interviennent dans les études de cycle du combustible, notamment dans la description de l'inventaire de fin de cycle, la puissance résiduelle du combustible après arrêt du réacteur ou encore la détermination de l'émission des rayonnements gamma prompts des fragments de fission. Le travail de thèse que nous proposons, vise à améliorer nos connaissances sur ces rendements via de nouvelles mesures sur le spectromètre de masse 'Lohengrin' [2] situé à l'Institut Laue Langevin, à partir de cibles déjà disponibles d'uranium, de plutonium et de curium. Une première partie du travail sera dédiée à la mesure et l'analyse de plusieurs distributions isomériques produites par fission en fonction de l'énergie cinétique des fragments de fission. Ce type de mesures innovantes doit nous permettre de mieux connaitre le partage de l'énergie d'excitation disponible entre les deux fragments de fission ainsi que le mécanisme par lequel ces fragments acquièrent leur moment angulaire. La seconde partie du travail portera sur la modélisation des propriétés des produits de fission (masse, charge, spin énergie cinétique,...) à partir d'un code Monte Carlo déjà existant [3] qui simule le processus de désexcitation des fragments de fission dans le but de déterminer un grand nombre d'observables de fission. En confrontant les résultats obtenus par ce code avec ceux obtenus à l'ILL, nous espérons pouvoir tester et valider les modèles de fission implémentés. Cette thèse permettra à l'étudiant d'acquérir de très solides connaissances en physique nucléaire expérimentale et théorique et de se familiariser avec l'impact des données nucléaires en physique des réacteurs. [1] O. Serot et al., Nuclear Data Sheets 119, 320–323 (2014) [2] https://www.ill.eu/instruments-support/instruments-groups/instruments/pn1/description/instrument-layout/?L=1 [3] O. Litaize et al., Eur. Phys. Journal A51, 177 (2015)

  • Titre traduit

    Determination of fission fragment angular momentum from isomeric ratio measurement.


  • Résumé

    In the framework of a collaboration between the Physical Studies Laboratory (LEPh) of the CEA-Cadarache (France), the Subatomic and Corpuscular Physics lab (LPSC) of Grenoble (France) and the Laue Langevin institute of Grenoble, a program of actinide fission yield measurements of interest for the current and innovative nuclear reactors is committed since several years [1]. These fission yields are involved in the fuel cycle studies mainly for the inventory calculation at the end of the cycle, the decay heat after the reactor shutdown as well as the determination of the prompt gamma-rays emitted by the fission fragments. This PhD thesis aims at improving our knowledge on these distributions via new measurements performed on the mass spectrometer 'Lohengrin' [2] located at the Institute Laue Langevin, using available uranium, plutonium and curium samples. A first part of the work will consist in the measurement and the analysis of several isomeric yields as a function of the fission fragment kinetic energy. It should allow us to get a better knowledge on the sharing of the total excitation energy between both fission fragments as well as on the mechanism by which these fragments acquire their angular momenta. The second part of this thesis work will concern the modelling of the fission product from a Monte Carlo code already existing [3], which simulates the fission fragment de-excitation process with the aim of determining a large number of fission observables. By confronting results obtained with this code and those measured at ILL, we hope to be able to test and validate fission models implemented in the code. [1] O. Serot et al., Nuclear Data Sheets 119, 320¨C323 (2014) [2] https://www.ill.eu/instruments-support/instruments-groups/instruments/pn1/description/instrument-layout/?L=1 [3] O. Litaize et al., Eur. Phys. Journal A51, 177 (2015)