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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
CI 2.9 : Calcul de l’énergie transférée au noyau de recul
dans le cas d’une diffusion inélastique sur le
12
C
Tout d’abord, déterminons le seuil de cette réaction sur le
12
C ; le neutron incident doit disposer d’une énergie sensiblement égale au premier niveau excité du noyau choqué. Pour le
12
C, par exemple, ce premier niveau
est à 4,43 MeV. Ainsi, l’énergie seuil obtenue à partir de la chaleur de réaction pour le neutron doit être :
n
1
1 3
(seuil)
4,43 4,8 MeV
12
A
E
Q
A
§
·
§ ·
+
= −
=
×
=
¨
¸
¨ ¸
©
¹
© ¹
Considérons un neutron dont l’énergie est supérieure à cette valeur
seuil : 6 MeV. Le neutron pénètre donc dans le noyau de carbone 12 pour
faire un carbone 13 excité avec l’énergie :
( ) ( )
n
12
* C13
n
4,95
6 10,5 MeV
1
1 3
A
E
B
E
A
§
·
=
+
=
+
× =
¨
¸
+
©
¹
avec B(n) l’énergie de liaison du dernier neutron. Le carbone 13 réémet à
son tour le neutron avec une énergie comprise entre 0 et :
n
12 6 4,43 1,1 MeV
1
1 3
A E Q
A
§
·
§ ·
+ =
× −
=
¨
¸
¨ ¸
+
©
¹
© ¹
La probabilité d’avoir telle ou telle énergie pour le nouveau neutron
émergent n' comprise entre 0 et 1,1 MeV est directement reliée au niveau
d’excitation du
13
C précédent.
Vient ensuite la désexcitation du
12
C excité résiduel qui perd son énergie
en émettant un γ dont l’énergie est :
E γ = –Q = 4,43 MeV
Enfin, le noyau de recul emporte en moyenne l’énergie transférée suivante [54] :
( )
n
tr
2
2
n
(
1)
2
261 2
4 , 4 31 3
1
1
1 , 2 M e V
2
21 26
13
1
Q A
E A
E
AE
A
ª
º
+
ª
º
× ×
×
«
»
=
+
=
× +
=
«
»
× ×
«
»
¬
¼
+
¬
¼
On a bien sensiblement :
( )
( )
*
tr
n
n
NC
E
E i E
E i E
γ
≅
−
=
−