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Radioprotection et ingénierie nucléaire
avec :
E : énergie du neutron incident.
Q ij : « chaleur de la réaction » j sur l’isotope i.
W ijn : énergie totale moyenne des neutrons secondaires produits avec prise en compte des
multiplicités.
W ijγ : énergie totale moyenne emportée par les γ incluant la production de photons (photon
yield).
Ce mode de calcul est implémenté dans le module HEATR du système de traitement des
données nucléaires d’origine américaine NJOY (MacFarlane, 1991).
L’énergie cédée à la matière par réaction neutronique est obtenue en traitant chaque type
de réactions nucléaires (Devillers, 1977 ; Lott et al., 1973 ; Gabriel et al., 1976) :
Réaction élastique
– Énergie E R cédée au noyau de recul lors d’un choc :
E : énergie du neutron incident (MeV).
μ c : cosinus de l’angle de déviation du neutron diffusé dans le système du centre de masse.
A : masse du noyau cible en unité de masse du neutron.
L’énergie moyenne du noyau de recul, E R , est donnée par l’expression :
μ c : cosinus moyen de l’angle de déviation du neutron diffusé dans le système du centre
de masse.
– Énergie transférée à l’unité de masse de matière faite d’un mélange d’isotopes d’espèces i :
Unité : MeV>cm 2 >g –1 .
N i : nombre d’isotopes d’espèce i par gramme de matière, au point considéré.
σ i
s : section efficace microscopique de diffusion élastique du neutron d’énergie E, relative
à l’isotope d’espèce i (cm 2 ).
Réaction inélastique discrète
– Énergie E R cédée au noyau de recul :
E R = E – E’ – E ν
E’ : énergie du neutron diffusé.
E ν : énergie d’excitation du noyau composé réémise sous forme de γ.
L’énergie moyenne, E R , du noyau de recul est donnée par la relation :
E R E
2A 1 ␮ c
Ϫ
(
)
A 1
ϩ
(
)
2
-----------------------------ϭ
E R E
2A 1 ␮ c
Ϫ
(
)
A 1
ϩ
(
)
2
-----------------------------ϭ
T 1 E
( )
N i
i
Α ␴ i
s E
2A 1 ␮ ci
Ϫ
(
)
A 1
ϩ
(
)
2
------------------------------- -
ϭ
r