8 - Les sources de rayonnements
225
8.2. Sources secondaires
Les sources secondaires sont essentiellement constituées par les γ de capture radiative des
neutrons, les γ des réactions inélastiques, les particules α, β et γ provenant des produits
d’activation, les neutrons produits par réactions (α, n), par fission spontanée ainsi que par
réactions photonucléaires. Ces neutrons induisent des fissions dans la matière fissile et
donc la production de neutrons de fission
8.2.1. Gamma de capture radiative des neutrons (n, γ)
Ces γ ont des énergies pouvant atteindre 10 MeV. Le tableau A 3.2 de l’Annexe 3 en fournit
le spectre pour différents isotopes d’intérêt rencontrés dans le combustible (uranium…),
les matériaux de structure (aciers : fer chrome, nickel, manganèse…), les matériaux de
protection (béton : oxygène, hydrogène, silicium, calcium…).
La capture neutronique sur le bore 10 constitue un cas particulier, car l’émission photonique se réduit à un γ d’une énergie de 0,477 MeV.
La valeur particulièrement élevée de sa section efficace neutronique de capture radiative
dans le domaine d’énergie thermique, 3800 barns environ, fait donc du bore 10 est un bon
corps neutrophage du point de vue de la protection contre les rayonnements.
8.2.2. Gamma de diffusion inélastique (n, n’)
Ils sont émis de manière supposée isotrope, avec une énergie dont l’ordre de grandeur est
1,2 MeV.
8.2.3. Particules chargées protons et alpha produites
par les réactions de type (n, p) et (n, α)
Ces particules sont à prendre en considération pour les études d’échauffement, de
dommage, d’activation et de production de gaz dans les matériaux. En règle générale, ce
sont des réactions endo-énergétiques, donc celles pour lesquelles l’énergie disponible, Q,
est négative. Parmi les exceptions importantes, il faut noter les réactions suivantes 2 :
– 14 N(n, p) 14 C (Q = 0,63 MeV ; σ th = 1,82 barns) et 17 O(n, α) 14 C (Q = MeV ; σ th = 0,24
barns) qui présentent des incidences biologiques,
– 10 B(n, α) 7 Li (Q = 3,35 MeV ; σ th = 3 838 barns) qui se produit dans les composés borés
présents dans les barres de contrôle en B 4 C, par exemple, dans les protections borées
comme le béton, le polythène…
– 6 Li(n, α) 3 H (Q = 4,78 MeV ; σ th = 942 barns) qui intervient dans des protections spéciales
faites en hydrure de lithium.
8.2.4. Particules α, β et γ des produits d’activation
Les produits d’activation sont formés dans les gaines, les structures et les composants du
réacteur. Leur prise en compte est importante pour définir, par exemple, des conditions
2 σ th désigne la section efficace neutronique dans le domaine d’énergie thermique.
225
8.2. Sources secondaires
Les sources secondaires sont essentiellement constituées par les γ de capture radiative des
neutrons, les γ des réactions inélastiques, les particules α, β et γ provenant des produits
d’activation, les neutrons produits par réactions (α, n), par fission spontanée ainsi que par
réactions photonucléaires. Ces neutrons induisent des fissions dans la matière fissile et
donc la production de neutrons de fission
8.2.1. Gamma de capture radiative des neutrons (n, γ)
Ces γ ont des énergies pouvant atteindre 10 MeV. Le tableau A 3.2 de l’Annexe 3 en fournit
le spectre pour différents isotopes d’intérêt rencontrés dans le combustible (uranium…),
les matériaux de structure (aciers : fer chrome, nickel, manganèse…), les matériaux de
protection (béton : oxygène, hydrogène, silicium, calcium…).
La capture neutronique sur le bore 10 constitue un cas particulier, car l’émission photonique se réduit à un γ d’une énergie de 0,477 MeV.
La valeur particulièrement élevée de sa section efficace neutronique de capture radiative
dans le domaine d’énergie thermique, 3800 barns environ, fait donc du bore 10 est un bon
corps neutrophage du point de vue de la protection contre les rayonnements.
8.2.2. Gamma de diffusion inélastique (n, n’)
Ils sont émis de manière supposée isotrope, avec une énergie dont l’ordre de grandeur est
1,2 MeV.
8.2.3. Particules chargées protons et alpha produites
par les réactions de type (n, p) et (n, α)
Ces particules sont à prendre en considération pour les études d’échauffement, de
dommage, d’activation et de production de gaz dans les matériaux. En règle générale, ce
sont des réactions endo-énergétiques, donc celles pour lesquelles l’énergie disponible, Q,
est négative. Parmi les exceptions importantes, il faut noter les réactions suivantes 2 :
– 14 N(n, p) 14 C (Q = 0,63 MeV ; σ th = 1,82 barns) et 17 O(n, α) 14 C (Q = MeV ; σ th = 0,24
barns) qui présentent des incidences biologiques,
– 10 B(n, α) 7 Li (Q = 3,35 MeV ; σ th = 3 838 barns) qui se produit dans les composés borés
présents dans les barres de contrôle en B 4 C, par exemple, dans les protections borées
comme le béton, le polythène…
– 6 Li(n, α) 3 H (Q = 4,78 MeV ; σ th = 942 barns) qui intervient dans des protections spéciales
faites en hydrure de lithium.
8.2.4. Particules α, β et γ des produits d’activation
Les produits d’activation sont formés dans les gaines, les structures et les composants du
réacteur. Leur prise en compte est importante pour définir, par exemple, des conditions
2 σ th désigne la section efficace neutronique dans le domaine d’énergie thermique.