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Radioprotection et ingénierie nucléaire
avec :
– E : énergie du γ en MeV,
– N(E) : nombre de γ émis par fission et par MeV (gamma>fission –1 >MeV –1 ).
8.1.4. Gamma, les alpha et les bêta des produits de fission
et des noyaux lourds
Dans le combustible d’un réacteur REP, plus de 700 produits de fission et une centaine de
noyaux lourds (ou actinides) sont formés par capture stérile des neutrons. Dans l’évaluation
internationale JEF-2.2, des données existent pour 762 produits de fission et 123 noyaux
lourds. Il s’agit notamment des processus de désintégration, des périodes correspondantes,
des rendements de fission, des énergies de désintégrations, des spectres des γ, des α et des
β produits. Ces nombres sont portés respectivement à 1300 et 843 dans JEFF-3. Les particules α sont émises quasi exclusivement par les noyaux lourds ; les exceptions sont les
produits de fission suivants : le cérium 142, l’osmium 147, l’osmium 148, l’osmium 149 et
le gadolinium 152. Les β sont émis à la fois par les produits de fission et les actinides. Les
γ émis accompagnent en général les deux processus de désintégration α et β.
Les principaux noyaux fissiles (on dit aussi « systèmes fissiles ») auxquels correspondent
des valeurs tabulées de rendements (rendement indépendant et rendement cumulé) de
produits de fission sont : 232 Th, 233 U, 234 U, 235 U, 236 U, 238 U, 237 Np, 238 Np, 238 Pu,
239 Pu, 240 Pu, 241 Pu, 242 Pu, 241 Am, 242M Am, 243 Am, 242 Cm, 243 Cm, 244 Cm, 245 Cm, 252 Cf.
Deux grandeurs physiques importantes sont associées aux phénomènes radioactifs dont
un combustible irradié est le siège : les spectres énergétiques d’émission de rayonnements
et l’énergie dégagée par ces rayonnements appelée puissance résiduelle (decay heat,
figure 8.5).
8.1.4.1. Spectres gamma
Une fission induite par un neutron d’un noyau d’uranium 235 (fission élémentaire de
l’uranium 235) conduit à l’émission retardée (on dit aussi différée) de γ selon un spectre
s’étalant entre 0 et 8 MeV. Le qualificatif « retardée » (ou « différée ») signifie que ces γ
sont émis lors des désintégrations β des produits de fission. Le tableau 8.6 fournit les
valeurs de ce spectre dans le cas d’une fission induite par un neutron thermique d’un
noyau d’uranium 235, à un temps de 0,1 s après la fission.
Ce spectre est un peu modifié si la fission est induite par un neutron rapide. Il présente
aussi des valeurs différentes selon la nature de l’isotope subissant la fission induite ( 235 U,
239 Pu…).
Lorsque la capture du neutron est stérile (expression signifiant que l’interaction du neutron
avec un noyau d’uranium 235 ou de plutonium 239 par exemple n’a pas conduit à la
fission) il se forme un nouveau noyau lourd en général instable radioactif α et/ou β. Les
désintégrations de ces noyaux s’accompagnent généralement d’une émission de γ.
Le spectre global des γ émis par un combustible irradié comporte de nombreuses raies
d’énergie (plus de 10 000) de sorte que, dans la pratique, il est souvent représenté comme
un spectre continu constant par plage (ou groupe) d’énergie. Ce spectre varie relativement
peu après quelques heures d’irradiation (Tsilanizara et al., 2000).
Radioprotection et ingénierie nucléaire
avec :
– E : énergie du γ en MeV,
– N(E) : nombre de γ émis par fission et par MeV (gamma>fission –1 >MeV –1 ).
8.1.4. Gamma, les alpha et les bêta des produits de fission
et des noyaux lourds
Dans le combustible d’un réacteur REP, plus de 700 produits de fission et une centaine de
noyaux lourds (ou actinides) sont formés par capture stérile des neutrons. Dans l’évaluation
internationale JEF-2.2, des données existent pour 762 produits de fission et 123 noyaux
lourds. Il s’agit notamment des processus de désintégration, des périodes correspondantes,
des rendements de fission, des énergies de désintégrations, des spectres des γ, des α et des
β produits. Ces nombres sont portés respectivement à 1300 et 843 dans JEFF-3. Les particules α sont émises quasi exclusivement par les noyaux lourds ; les exceptions sont les
produits de fission suivants : le cérium 142, l’osmium 147, l’osmium 148, l’osmium 149 et
le gadolinium 152. Les β sont émis à la fois par les produits de fission et les actinides. Les
γ émis accompagnent en général les deux processus de désintégration α et β.
Les principaux noyaux fissiles (on dit aussi « systèmes fissiles ») auxquels correspondent
des valeurs tabulées de rendements (rendement indépendant et rendement cumulé) de
produits de fission sont : 232 Th, 233 U, 234 U, 235 U, 236 U, 238 U, 237 Np, 238 Np, 238 Pu,
239 Pu, 240 Pu, 241 Pu, 242 Pu, 241 Am, 242M Am, 243 Am, 242 Cm, 243 Cm, 244 Cm, 245 Cm, 252 Cf.
Deux grandeurs physiques importantes sont associées aux phénomènes radioactifs dont
un combustible irradié est le siège : les spectres énergétiques d’émission de rayonnements
et l’énergie dégagée par ces rayonnements appelée puissance résiduelle (decay heat,
figure 8.5).
8.1.4.1. Spectres gamma
Une fission induite par un neutron d’un noyau d’uranium 235 (fission élémentaire de
l’uranium 235) conduit à l’émission retardée (on dit aussi différée) de γ selon un spectre
s’étalant entre 0 et 8 MeV. Le qualificatif « retardée » (ou « différée ») signifie que ces γ
sont émis lors des désintégrations β des produits de fission. Le tableau 8.6 fournit les
valeurs de ce spectre dans le cas d’une fission induite par un neutron thermique d’un
noyau d’uranium 235, à un temps de 0,1 s après la fission.
Ce spectre est un peu modifié si la fission est induite par un neutron rapide. Il présente
aussi des valeurs différentes selon la nature de l’isotope subissant la fission induite ( 235 U,
239 Pu…).
Lorsque la capture du neutron est stérile (expression signifiant que l’interaction du neutron
avec un noyau d’uranium 235 ou de plutonium 239 par exemple n’a pas conduit à la
fission) il se forme un nouveau noyau lourd en général instable radioactif α et/ou β. Les
désintégrations de ces noyaux s’accompagnent généralement d’une émission de γ.
Le spectre global des γ émis par un combustible irradié comporte de nombreuses raies
d’énergie (plus de 10 000) de sorte que, dans la pratique, il est souvent représenté comme
un spectre continu constant par plage (ou groupe) d’énergie. Ce spectre varie relativement
peu après quelques heures d’irradiation (Tsilanizara et al., 2000).