Etude de la fonction force radiative et de la densité de niveaux dans la désintégration gamma suite à la capture neutronique sur les isotopes ²³⁴U, ²³⁶U et ²³⁸U

Study of the photon strength functions and level densities in the gamma decay following neutron capture on the isotopes ²³⁴U, ²³⁶U and ²³⁸U

• Auteur / Autrice : Javier Moreno Soto
• Direction : Frank Gunsing
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structure et réactions nucléaires
• Date : Soutenance le 16/10/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Araceli Lopez-Martens
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Beatriz Jurado, Milan Krtička, Olivier Litaize, Stéphane Hilaire
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Beatriz Jurado, José Luis Taín Enríquez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neutrons -- Capture

Uranium -- Isotopes

Densités des niveaux d'énergie

Forces nucléaires (physique)

Physique nucléaire -- Recherche

Mots clés libres

Physique nucléaire

Fonction force radiative

Densité de niveau

Uranium

Capture de neutrons

Nuclear Physics

Photon strength function

Level density

Uranium

Neutron capture

Résumé

La connaissance des fonctions force radiatives et des densités de niveau est essentielle pour modéliser les réactions nucléaires et obtenir des informations sur le flux et les intensités gamma pertinentes pour les applications nucléaires. Un certain nombre de modèles théoriques peuvent être utilisés à cette fin. Dans le cadre du modèle statistique, la cascade gamma après une réaction de capture de neutrons dépend de la densité de niveaux (LD) et de la fonction force radiative (PSF). Les réactions de capture sur des cibles U-234, U-236 et U-238 mesurées avec le calorimètre à absorption totale (TAC) à n_TOF (CERN) fournissent des informations expérimentales sur la multiplicité des gammas et sur les spectres gamma qui peuvent être comparées à des simulations numériques pour différents modèles de PSF et de LD. Les codes dédiés DICEBOX et FIFRELIN ont été utilisés pour simuler les cascades gamma tandis que GEANT4 a été utilisé pour la simulation de l'interaction de ces gammas avec les matériaux du TAC. Dans ce travail, nous avons trouvé des modèles et des paramètres cohérents reproduisant simultanément les spectres mesurés avec le TAC, la largeur radiative totale et l'espacement des niveaux pour les ondes s tels que déduits des résonances résolues, pour les trois isotopes d'uranium dans le cadre d'une même approche.

The knowledge of photon strength functions (PSF) and level densities (LD) are essential to model nuclear reactions and to obtain information on the gamma flux and intensities relevant for nuclear applications. A number of theoretical models can be employed for this purpose. In the framework of the statistical model, the gamma cascade after a neutron capture reaction depends on the LD and PSF. The capture reactions on U-234, U-236 and U-238 targets measured with the total absorption calorimeter (TAC) at n_TOF (CERN) provide experimental information on gamma multiplicity and on gamma spectra which can be compared to numerical simulations for different PSF and LD models. The dedicated codes DICEBOX and FIFRELIN were used to simulate the gamma cascades while GEANT4 was used for the simulation of the interaction of these gammas with the TAC materials. In this work we have found consistent models and parameters reproducing simultaneously the spectra measured with the TAC, the total radiation width and the s-wave level spacing as deduced from the resolved resonances, for the three uranium isotopes within the same analysis approach.