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Radioprotection et ingénierie nucléaire
8.1.1. Neutrons prompts de fission
Leur distribution en énergie, N(E) (E : énergie des neutrons), est donnée par le spectre de
Watt à deux paramètres A et B dépendant de chaque type d'isotopes fissiles (Figure 8.4) :
N(E) = C exp(–AE) sh
(neutrons>fissions –1 >MeV –1 )
C est la constante de normalisation à l’unité du spectre de Watt :
C = 2 exp {–B/(4A} A 3/2 /(πB) –1/2
L’énergie moyenne des neutrons émis selon ce spectre est alors donnée par l’expression :
E moy = (1/A) {3/2 + B/(4A)}
Le tableau 8.2 ci-après fournit un exemple des valeurs des constantes A et B du spectre de
Watt, de l’énergie moyenne des neutrons émis par fission et du nombre moyen de neutrons
émis par fission induite de deux isotopes fissiles, l’uranium 235 et le plutonium 239, dans
le domaine d’énergie thermique. On suppose que les neutrons sont émis de manière
isotrope.
Le tableau 8.3 illustre la répartition en énergie des neutrons de fission (Jaeger, 1968).
8.1.2. Neutrons retardés
Ce sont des neutrons émis par certains produits de fission appelés pour cette raison
« précurseurs » : 33
85 As, 35
87 Br, 35
88 Br, 35
89 Br, 35
90 Br, 35
87 Br, 37
93 Rb, 37
94 Rb, 53
137 I, 53
138 I.
Ainsi, le brome 87 et l’iode 137 donnent lieu aux désintégrations suivantes :
35
87 Br 36
87 Kr 36
86 Kr + neutron
53
137 I 54
137 Xe 54
136 Xe + neutron
On considère que ces neutrons sont émis de manière isotrope. Leurs énergies sont
comprises entre 250 keV et 520 keV. Dans la pratique, ils sont rassemblés dans des
groupes définis à partir du critère « période des précurseurs » comme le montre le
tableau 8.4 dans le cas de l’uranium 235.
Les neutrons retardés représentent environ 1 % des neutrons émis par fission. Outre leur
rôle déterminant pour le pilotage d’un réacteur (cinétique) :
Tableau 8.1. Répartition de l’énergie de fission relative à la fission induite par neutron de l’ 235 U.
Produit de fission
Énergie
(MeV)
Fragments de fission
169,12
Neutrons prompts
4,79
Neutrons retardés
7,4 × 10 –3
γ prompts
6,97
γ retardés
6,33
β retardés
6,5
Neutrinos
8,75
Total
202,47
BE
Radioprotection et ingénierie nucléaire
8.1.1. Neutrons prompts de fission
Leur distribution en énergie, N(E) (E : énergie des neutrons), est donnée par le spectre de
Watt à deux paramètres A et B dépendant de chaque type d'isotopes fissiles (Figure 8.4) :
N(E) = C exp(–AE) sh
(neutrons>fissions –1 >MeV –1 )
C est la constante de normalisation à l’unité du spectre de Watt :
C = 2 exp {–B/(4A} A 3/2 /(πB) –1/2
L’énergie moyenne des neutrons émis selon ce spectre est alors donnée par l’expression :
E moy = (1/A) {3/2 + B/(4A)}
Le tableau 8.2 ci-après fournit un exemple des valeurs des constantes A et B du spectre de
Watt, de l’énergie moyenne des neutrons émis par fission et du nombre moyen de neutrons
émis par fission induite de deux isotopes fissiles, l’uranium 235 et le plutonium 239, dans
le domaine d’énergie thermique. On suppose que les neutrons sont émis de manière
isotrope.
Le tableau 8.3 illustre la répartition en énergie des neutrons de fission (Jaeger, 1968).
8.1.2. Neutrons retardés
Ce sont des neutrons émis par certains produits de fission appelés pour cette raison
« précurseurs » : 33
85 As, 35
87 Br, 35
88 Br, 35
89 Br, 35
90 Br, 35
87 Br, 37
93 Rb, 37
94 Rb, 53
137 I, 53
138 I.
Ainsi, le brome 87 et l’iode 137 donnent lieu aux désintégrations suivantes :
35
87 Br 36
87 Kr 36
86 Kr + neutron
53
137 I 54
137 Xe 54
136 Xe + neutron
On considère que ces neutrons sont émis de manière isotrope. Leurs énergies sont
comprises entre 250 keV et 520 keV. Dans la pratique, ils sont rassemblés dans des
groupes définis à partir du critère « période des précurseurs » comme le montre le
tableau 8.4 dans le cas de l’uranium 235.
Les neutrons retardés représentent environ 1 % des neutrons émis par fission. Outre leur
rôle déterminant pour le pilotage d’un réacteur (cinétique) :
Tableau 8.1. Répartition de l’énergie de fission relative à la fission induite par neutron de l’ 235 U.
Produit de fission
Énergie
(MeV)
Fragments de fission
169,12
Neutrons prompts
4,79
Neutrons retardés
7,4 × 10 –3
γ prompts
6,97
γ retardés
6,33
β retardés
6,5
Neutrinos
8,75
Total
202,47
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