19 - L'ÉNERGIE DE FISSION
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née par la valeur de l’énergie de liaison Bn du neutron le moins lié : une différence
d’énergie de liaison d’environ 1 MeV favorise la fission après capture neutronique
des cibles à nombre impair de neutrons.
Tableau I - Noyaux fissiles, noyaux fertiles et énergie de liaison
A
232
233
235
236
237
238
239
240
Z
90(Th)
92(U)
92
92
92
92
94(Pu)
94
B n
6,4
5,75
5,3
6,5
5,1
6,15
5,6
6,5
19.2.2. RÉACTION EN CHAÎNE
Dans un flux de neutrons φ, le taux de réactions est donné par nσφ, ou n est le
nombre de noyaux par unité de volume, σ la section efficace 1 microscopique du
noyau exprimée en unité de surface, φ le flux de neutrons par unité de surface. La
section efficace macroscopique est alors Σ = nσ. Ces expressions, données ici
pour le cas d’une seule espèce nucléaire, se généralisent facilement au cas d’un
mélange de noyaux.
Pour qu'une réaction en chaîne s'installe au sein d'un réacteur et s'auto-entretienne
de façon stable au cours du temps, il est nécessaire que, parmi les ν neutrons issus
d'une première fission, un seul d'entre eux fissionne à son tour un noyau du combustible, les autres étant capturés par des noyaux non-fissiles du combustible ou
dans les matériaux de structure du réacteur. Pour un réacteur théorique, de dimensions infinies, on peut définir un facteur de multiplication k ∞ , à l’aide des sections
efficaces macroscopiques Σ de fission (f) et d’absorption (a) des matériaux (i) entrant
dans la composition de l’assemblage combustible, et du nombre moyen ν de neutrons émis par fission :
k
i f
i
i
a
i
i
∞ =
∑
∑
ν Σ
Σ
{1}
1 Section efficace d’une interaction : nombre ayant la dimension d'une surface dont le produit par un
flux de projectiles (densité particulaire multipliée par une vitesse) donne, pour une particule cible,
la probabilité de réaction par unité de temps. La section efficace est symbolisée par la lettre grecque σ, son unité de mesure est le barn : 1 barn vaut 10
–28 m
2 . L'image, un peu simpliste, que l'on peut
se faire de cette quantité est qu'elle mesure la surface d’une particule ou d’un noyau, vue par la particule incidente (projectile), pour une réaction donnée. Cette surface n'est pas constante. Pour une
réaction donnée sur un noyau donné, elle varie en fonction de l'énergie du projectile.
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née par la valeur de l’énergie de liaison Bn du neutron le moins lié : une différence
d’énergie de liaison d’environ 1 MeV favorise la fission après capture neutronique
des cibles à nombre impair de neutrons.
Tableau I - Noyaux fissiles, noyaux fertiles et énergie de liaison
A
232
233
235
236
237
238
239
240
Z
90(Th)
92(U)
92
92
92
92
94(Pu)
94
B n
6,4
5,75
5,3
6,5
5,1
6,15
5,6
6,5
19.2.2. RÉACTION EN CHAÎNE
Dans un flux de neutrons φ, le taux de réactions est donné par nσφ, ou n est le
nombre de noyaux par unité de volume, σ la section efficace 1 microscopique du
noyau exprimée en unité de surface, φ le flux de neutrons par unité de surface. La
section efficace macroscopique est alors Σ = nσ. Ces expressions, données ici
pour le cas d’une seule espèce nucléaire, se généralisent facilement au cas d’un
mélange de noyaux.
Pour qu'une réaction en chaîne s'installe au sein d'un réacteur et s'auto-entretienne
de façon stable au cours du temps, il est nécessaire que, parmi les ν neutrons issus
d'une première fission, un seul d'entre eux fissionne à son tour un noyau du combustible, les autres étant capturés par des noyaux non-fissiles du combustible ou
dans les matériaux de structure du réacteur. Pour un réacteur théorique, de dimensions infinies, on peut définir un facteur de multiplication k ∞ , à l’aide des sections
efficaces macroscopiques Σ de fission (f) et d’absorption (a) des matériaux (i) entrant
dans la composition de l’assemblage combustible, et du nombre moyen ν de neutrons émis par fission :
k
i f
i
i
a
i
i
∞ =
∑
∑
ν Σ
Σ
{1}
1 Section efficace d’une interaction : nombre ayant la dimension d'une surface dont le produit par un
flux de projectiles (densité particulaire multipliée par une vitesse) donne, pour une particule cible,
la probabilité de réaction par unité de temps. La section efficace est symbolisée par la lettre grecque σ, son unité de mesure est le barn : 1 barn vaut 10
–28 m
2 . L'image, un peu simpliste, que l'on peut
se faire de cette quantité est qu'elle mesure la surface d’une particule ou d’un noyau, vue par la particule incidente (projectile), pour une réaction donnée. Cette surface n'est pas constante. Pour une
réaction donnée sur un noyau donné, elle varie en fonction de l'énergie du projectile.