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Radioprotection et ingénierie nucléaire
ex-core ») et a pour finalité de suivre l’axial offset, c’est-à-dire le déséquilibre axial de la
puissance du cœur du réacteur ;
– un taux de réaction sur l’hélium 3 dans un détecteur à proton de recul. La réaction est
3 He(n, p) 3 H. Ce sont les protons qui ionisent le gaz d’hélium remplissant le détecteur.
Dans ces trois cas-exemples, s(E) est une section efficace microscopique et A est égal au
nombre de noyaux cibles ( 235 U, 10 B, 3 He) par unité de volume au point .
R
est un échauffement mesuré par un thermocouple, comme dans le cas du thermomètre γ dont le principe est de mesurer la température d’un matériau exposé au flux de γ
du réacteur afin d’en déduire la puissance locale. Dans ce cas, s(E) est une section efficace
de dépôt d’énergie, A est égal au nombre de noyaux cibles par unité de volume. La
connaissance de l’échauffement γ est importante pour la conception des expériences
d’irradiation d’échantillon de matériau dans lesquelles sont imposées des contraintes en
température.
R
est un débit d’équivalent de dose (DED) mesuré par un dosimètre. Dans ce cas, s(E)
est le facteur de conversion de flux en débit d’équivalent de dose.
R
est un dommage dans un matériau, alors s(E) est une section efficace de dpa (déplacements par atome) ou de production de gaz (H, 3 H, He...).
Remarque : La réponse peut être recherchée non pas en un point mais dans une région
D limitée de l’espace (cas souvent rencontré) : le détecteur a une étendue spatiale. Dans
ce cas la réponse du détecteur s’écrit :
Les expressions mathématiques de ces grandeurs dérivées et celles qui leur sont associées
sont explicitées ci-après.
7.1.3.1. Calcul d’un taux de réaction
Le taux de réaction macroscopique,
, est défini, sur l’intervalle en énergie (E min , E max)
par l’expression :
avec :
N
: nombre de noyaux-cibles par unité de volume (unités : cm –3 ) autour du point
concernés par la réaction nucléaire de section efficace microscopique σ(E) (unités : cm 2 ).
Σ ( , E) = N
σ(E) : section efficace macroscopique à l’énergie E (unités : cm –1 ).
: flux de particules au point , à l’énergie E, (unités : particules . cm –2 . MeV –1 . s –1 ).
représente le nombre de réactions produites par unité de volume et unité de temps
au point : réactions>cm –3 >s –1 . On détermine ainsi des taux de capture radiative, des taux
d’absorption, des taux de fission, des taux de diffusion.
r
r
( )
r
( )
r
( )
r
R D
r
d
Cs E
( ) r E
,
(
) E
d
E min
E max
#
D
#
ϭ
r
( )
r
( ) N r
( )
ϭ
E ( ) r E
,
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) E
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,
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Radioprotection et ingénierie nucléaire
ex-core ») et a pour finalité de suivre l’axial offset, c’est-à-dire le déséquilibre axial de la
puissance du cœur du réacteur ;
– un taux de réaction sur l’hélium 3 dans un détecteur à proton de recul. La réaction est
3 He(n, p) 3 H. Ce sont les protons qui ionisent le gaz d’hélium remplissant le détecteur.
Dans ces trois cas-exemples, s(E) est une section efficace microscopique et A est égal au
nombre de noyaux cibles ( 235 U, 10 B, 3 He) par unité de volume au point .
R
est un échauffement mesuré par un thermocouple, comme dans le cas du thermomètre γ dont le principe est de mesurer la température d’un matériau exposé au flux de γ
du réacteur afin d’en déduire la puissance locale. Dans ce cas, s(E) est une section efficace
de dépôt d’énergie, A est égal au nombre de noyaux cibles par unité de volume. La
connaissance de l’échauffement γ est importante pour la conception des expériences
d’irradiation d’échantillon de matériau dans lesquelles sont imposées des contraintes en
température.
R
est un débit d’équivalent de dose (DED) mesuré par un dosimètre. Dans ce cas, s(E)
est le facteur de conversion de flux en débit d’équivalent de dose.
R
est un dommage dans un matériau, alors s(E) est une section efficace de dpa (déplacements par atome) ou de production de gaz (H, 3 H, He...).
Remarque : La réponse peut être recherchée non pas en un point mais dans une région
D limitée de l’espace (cas souvent rencontré) : le détecteur a une étendue spatiale. Dans
ce cas la réponse du détecteur s’écrit :
Les expressions mathématiques de ces grandeurs dérivées et celles qui leur sont associées
sont explicitées ci-après.
7.1.3.1. Calcul d’un taux de réaction
Le taux de réaction macroscopique,
, est défini, sur l’intervalle en énergie (E min , E max)
par l’expression :
avec :
N
: nombre de noyaux-cibles par unité de volume (unités : cm –3 ) autour du point
concernés par la réaction nucléaire de section efficace microscopique σ(E) (unités : cm 2 ).
Σ ( , E) = N
σ(E) : section efficace macroscopique à l’énergie E (unités : cm –1 ).
: flux de particules au point , à l’énergie E, (unités : particules . cm –2 . MeV –1 . s –1 ).
représente le nombre de réactions produites par unité de volume et unité de temps
au point : réactions>cm –3 >s –1 . On détermine ainsi des taux de capture radiative, des taux
d’absorption, des taux de fission, des taux de diffusion.
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