8 - Les sources de rayonnements
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En raison de leur énergie plus grande, les neutrons de 14 MeV, provoquent plus de réactions d’activation que les neutrons de 2,45 MeV. Ces neutrons activent les différentes
structures du tokamak : la chambre à vide en acier inoxydable, les bobines des aimants
(nobium, titane, cuivre…). Voici quelques exemples de réactions produites (Diop et al.,
1984) :
50 Cr (n, γ) 51 Cr → 51 V
(période 51 Cr : 27,71 j)
55 Mn (n, γ) 56 Mn → 56 Fe
(période 56 Mn : 2,58 h)
58 Fe (n, γ) 59 Fe → 59 Co
(période 59 Fe : 44,6 j)
59 Co (n, γ) 60 Co → 60 Ni
(période 60 Co : 5,27 a)
63 Cu (n, γ) 64 Cu → 64 Ni, 64 Zn
(période 64 Cu : 12,71 h)
64 Ni (n, γ) 65 Ni → 65 Cu
(période 65 Ni : 2,52 h)
65 Cu (n, γ) 66 Cu → 66 Zn
(période 66 Cu : 5,1 m)
54 Fe (n, p) 54 Mn → 54 Cr
(période 54 Mn : 312,5 j)
58 Ni (n, p) 58 Co → 58 Fe
(période 58 Co : 70,8 j)
Hormis le rayonnement électromagnétique émis par les particules chargées du plasma
accélérées dans l’enceinte à vide, les mêmes types de sources de rayonnements sont
attendus sur les dispositifs de fusion à confinement inertiel (exemple du Laser Méga-Joule,
(LMJ), sur le site CEA de Bordeaux).
8.5. Les sources de rayonnements
dans un accélérateur
et dans un dispositif à spallation
Dans de tels dispositifs, les particules présentes sont de nature très variée en raison des
énergies élevées des particules initiales accélérées (proton, électron, ions), allant de
plusieurs dizaines de MeV à quelques GeV. Les particules chargées ont des parcours relativement faibles dans la matière mais émettent des rayonnements électromagnétiques
intenses qui eux-mêmes induisent le phénomène de cascade électromagnétique (cascad
shower) et des réactions photonucléaires (Tableau 8.24, Figures 8.8 et 8.9, Fasso et al.,
1990, AEN/OCDE, 1994).
Dans des dispositifs à spallation, on peut envisager des productions de neutrons par spallation de l’ordre de 10 16 neutrons>s –1 pour des courants de l’ordre de 10 15 protons>s –1
incidents sur la cible. Le tableau 8.25 rassemble quelques ordres de grandeurs de la
production de neutrons relative à différents dispositifs .
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En raison de leur énergie plus grande, les neutrons de 14 MeV, provoquent plus de réactions d’activation que les neutrons de 2,45 MeV. Ces neutrons activent les différentes
structures du tokamak : la chambre à vide en acier inoxydable, les bobines des aimants
(nobium, titane, cuivre…). Voici quelques exemples de réactions produites (Diop et al.,
1984) :
50 Cr (n, γ) 51 Cr → 51 V
(période 51 Cr : 27,71 j)
55 Mn (n, γ) 56 Mn → 56 Fe
(période 56 Mn : 2,58 h)
58 Fe (n, γ) 59 Fe → 59 Co
(période 59 Fe : 44,6 j)
59 Co (n, γ) 60 Co → 60 Ni
(période 60 Co : 5,27 a)
63 Cu (n, γ) 64 Cu → 64 Ni, 64 Zn
(période 64 Cu : 12,71 h)
64 Ni (n, γ) 65 Ni → 65 Cu
(période 65 Ni : 2,52 h)
65 Cu (n, γ) 66 Cu → 66 Zn
(période 66 Cu : 5,1 m)
54 Fe (n, p) 54 Mn → 54 Cr
(période 54 Mn : 312,5 j)
58 Ni (n, p) 58 Co → 58 Fe
(période 58 Co : 70,8 j)
Hormis le rayonnement électromagnétique émis par les particules chargées du plasma
accélérées dans l’enceinte à vide, les mêmes types de sources de rayonnements sont
attendus sur les dispositifs de fusion à confinement inertiel (exemple du Laser Méga-Joule,
(LMJ), sur le site CEA de Bordeaux).
8.5. Les sources de rayonnements
dans un accélérateur
et dans un dispositif à spallation
Dans de tels dispositifs, les particules présentes sont de nature très variée en raison des
énergies élevées des particules initiales accélérées (proton, électron, ions), allant de
plusieurs dizaines de MeV à quelques GeV. Les particules chargées ont des parcours relativement faibles dans la matière mais émettent des rayonnements électromagnétiques
intenses qui eux-mêmes induisent le phénomène de cascade électromagnétique (cascad
shower) et des réactions photonucléaires (Tableau 8.24, Figures 8.8 et 8.9, Fasso et al.,
1990, AEN/OCDE, 1994).
Dans des dispositifs à spallation, on peut envisager des productions de neutrons par spallation de l’ordre de 10 16 neutrons>s –1 pour des courants de l’ordre de 10 15 protons>s –1
incidents sur la cible. Le tableau 8.25 rassemble quelques ordres de grandeurs de la
production de neutrons relative à différents dispositifs .