7 - Grandeurs physiques fondamentales et dérivées
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La formation de noyaux radioactifs induit dans la matière un dépôt d’énergie différé dans
le temps, dépendant de la période radioactive de l’isotope. L’énergie libérée par de tels
noyaux est désignée sous le terme de puissance résiduelle (residual heating, decay heat ;
Huynh, 1995).
On la considère ici comme une grandeur dérivée de la concentration isotopique (cf. paragraphe 7.2).
7.1.3.3. Calcul de l’échauffement dû aux neutrons
L’échauffement (cf. notion de Kerma ; Kerma : Kinetic Energy Released in Matter,
chapitre 3) dû aux neutrons est donné par l’expression :
Unités : W>cm –3 ou W>g –1 .
Avec :
i : indice de repère du type de noyau.
j : indice de repère du type de réaction.
l : indice de repère de la nature de la particule chargée (noyau de recul y compris).
E : énergie cinétique de la particule incidente (du neutron).
ϕ n ( , E) : flux de neutrons au point à l’énergie E (neutrons>cm –2 >s –1 ).
σ ij (E) : section efficace microscopique relative à la réaction j sur l’isotope d’espèce i en cm 2 .
W ijl (E) : moyenne de l’énergie cinétique de la particule chargée l produite lors de l’interaction j sur l’isotope i du neutron d’énergie E (J).
N i ( ) : nombre d’isotopes d’espèce i (concentration) par unité de volume (cm –3 ) ou par
gramme de matière (g –1 ), au point .
La sommation est effectuée sur toutes les réactions possibles, toutes les espèces d’isotopes
présentes et sur le spectre en énergie des neutrons au point .
On définit la section efficace microscopique d’échauffement par l’expression :
Unité : eV-barn si W ijl (E) en eV et σ ij (E) en barns (10 –24 cm 2 ).
Ce mode de calcul a été mis en œuvre pour élaborer les fonctions réponses d’échauffement
de la bibliothèque MACKLIB-IV (Gohar et al., 1978 ; Abdou et al., 1978 ; Odette et al.,
1976 ; Greenwood et al., 1976).
Cet échauffement peut être obtenu également par une méthode de bilan :
H n r
( )
h r E
,
(
) E
d
0
E max
#
ϭ
N i r
( ) W ijl E
( ) ij E
( ) n r E
,
(
)
l
Α
j
Α
i
Α
⎝
⎠
⎛
⎞ E
d
0
E max
#
=
r
r
r
r
r
k ij E
( )
W ijl
l
Α
E
( ) ij E
( )
ϭ
k ij E
( )
E Q ij W ijn
Ϫ
W ij␥
Ϫ
ϩ
(
) ij E
( )
ϭ
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La formation de noyaux radioactifs induit dans la matière un dépôt d’énergie différé dans
le temps, dépendant de la période radioactive de l’isotope. L’énergie libérée par de tels
noyaux est désignée sous le terme de puissance résiduelle (residual heating, decay heat ;
Huynh, 1995).
On la considère ici comme une grandeur dérivée de la concentration isotopique (cf. paragraphe 7.2).
7.1.3.3. Calcul de l’échauffement dû aux neutrons
L’échauffement (cf. notion de Kerma ; Kerma : Kinetic Energy Released in Matter,
chapitre 3) dû aux neutrons est donné par l’expression :
Unités : W>cm –3 ou W>g –1 .
Avec :
i : indice de repère du type de noyau.
j : indice de repère du type de réaction.
l : indice de repère de la nature de la particule chargée (noyau de recul y compris).
E : énergie cinétique de la particule incidente (du neutron).
ϕ n ( , E) : flux de neutrons au point à l’énergie E (neutrons>cm –2 >s –1 ).
σ ij (E) : section efficace microscopique relative à la réaction j sur l’isotope d’espèce i en cm 2 .
W ijl (E) : moyenne de l’énergie cinétique de la particule chargée l produite lors de l’interaction j sur l’isotope i du neutron d’énergie E (J).
N i ( ) : nombre d’isotopes d’espèce i (concentration) par unité de volume (cm –3 ) ou par
gramme de matière (g –1 ), au point .
La sommation est effectuée sur toutes les réactions possibles, toutes les espèces d’isotopes
présentes et sur le spectre en énergie des neutrons au point .
On définit la section efficace microscopique d’échauffement par l’expression :
Unité : eV-barn si W ijl (E) en eV et σ ij (E) en barns (10 –24 cm 2 ).
Ce mode de calcul a été mis en œuvre pour élaborer les fonctions réponses d’échauffement
de la bibliothèque MACKLIB-IV (Gohar et al., 1978 ; Abdou et al., 1978 ; Odette et al.,
1976 ; Greenwood et al., 1976).
Cet échauffement peut être obtenu également par une méthode de bilan :
H n r
( )
h r E
,
(
) E
d
0
E max
#
ϭ
N i r
( ) W ijl E
( ) ij E
( ) n r E
,
(
)
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Α
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