Thèse de doctorat Mesure de 240Pu(n,f) dans la gamme [1-2 MeV] relativement à la diffusion 1H(n,n) (H/F

Sujet de thèse :
Des analyses de sensibilité [1, 2, 3] ont été réalisées pour différents types de systèmes nucléaires avancés, en particulier pour les réacteurs rapides de quatrième génération. Ces études indiquent qu'une réduction importante des incertitudes sur les données nucléaires est nécessaire pour de nombreux actinides, en particulier les isotopes du Pu (hors 239Pu) pour des systèmes en cycle fermé.
L'isotope 240Pu est produit dans le combustible nucléaire des réacteurs thermiques ou rapides par des captures successives de neutrons et des désintégrations  ou . Cet isotope est le deuxième isotope du Pu le plus présent (derrière le 239Pu), mais le premier non fissile. L'isotope 240Pu est particulièrement mal adapté au recyclage dans un réacteur thermique, en raison de ses propriétés non fissiles. Une combustion plus efficace par le processus de fission se produirait dans un réacteur rapide, où le spectre de neutrons de fission plus dur correspondrait mieux au seuil de fission. Les études de sensibilité réalisées ces dernières années ont montré la nécessité de réduire les incertitudes sur la section efficace de fission du 240Pu dans la région rapide. Les données nucléaires existantes sur le 240Pu(n,f) montrent des écarts entre les bases de données et les expériences allant jusqu'à 10 % entre 1 et 2 MeV. Il est donc très important de réduire cette incertitude à 3-4%.
Une mesure de la section efficace de fission est généralement effectuée par rapport à une section efficace bien connue comme celle de 235U(n,f) ou de 238U(n,f). Ce processus induit une très forte corrélation avec ces sections efficaces, et ainsi avec toutes les sections efficaces d'actinides mesurées de la même manière. Au contraire, la technique des protons de recul consiste à effectuer des mesures relativement à la section efficace 1H(n,n). Cette section efficace est un standard primaire, très bien connue, sans structure, et qui peut être calculée par des calculs ab-initio. Dans cette technique, la cible de 235U ou 238U utilisée comme référence est remplacée par un film plastique de quelques microns riche en 1H. Les neutrons diffusants sur les noyaux 1H, les éjectent du film sous forme de protons de recul plus facile à détecter. Cette technique a été utilisée à plusieurs reprises dans le passé par le groupe ACEN du laboratoire LP2i [4, 5]. Elle a conduit à des mesures totalement non corrélées aux mesures de référence existantes, et avec des incertitudes de l'ordre de 3-4% (plus ou moins le même ordre de grandeur que la mesure standard de la fission).
L'un des défis d'une telle expérience est la disponibilité de la cible fissile, car les cibles d'actinides ayant les propriétés appropriées sont assez rares. Heureusement, plusieurs cibles de 240Pu ont été fabriquées dans le laboratoire du JRC-Geel (Belgique) en 2010. L'une de ces cibles est toujours disponible dans ce laboratoire. Des calculs préliminaires devront être effectué
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...