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Radioprotection et ingénierie nucléaire
continu de la particule et d’une déviation angulaire déduite d’un formalisme de la diffusion approprié (« diffusion multiple », Goudsmith et al., 1940a, 1940b).
L’approximation du ralentissement continu permet de déterminer la perte d’énergie
moyenne ΔE de la particule sur un trajet élémentaire [s i , s i + 1 ].
où
représente la perte d’énergie de la particule par unité de longueur ou pouvoir
d’arrêt (stopping power) qui est la somme de la perte d’énergie par ionisation et de la perte
d’énergie par rayonnement de freinage (Ziegler, 1977 ; Pagès et al., 1970).
Les pas [s i , s i + 1 ] sont choisis de manière à ce que la perte d’énergie ΔE soit toujours petite
vis-à-vis de l’énergie de la particule.
Les données et formalismes d’interaction utilisés dans le code de transport Monte Carlo
TRIPOLI-4 sont présentés dans Péneliau (2000).
Dans certaines situations il est cependant possible d’adopter un formalisme déterministe
simplifié. Deux exemples en sont donnés ci-après.
Exemple 1 : Calcul de la production de neutrons par réaction (α, n)
Les chapitres précédents 7 et 8 ont déjà fait mention de la production de neutrons par réaction (α, n) dans un milieu donné comportant des noyaux émetteurs de particules α (U, Pu,
Cm, etc.). Cette production peut être déterminée en pré-calculant le rendement (α, n), r (α, n), i
qui représente le nombre de neutrons émis par réaction (α, n) lors du ralentissement des
particules α émises par un isotope d’espèce i dans le milieu considéré (UO 2 , PuO 2 ,
SiO 2 …).
Dans l’approximation de ralentissement continu de la particule α, le rendement r (α, n), i
associé à un spectre de particules α se ralentissant dans un milieu de composition
chimique donnée et qui produit une réaction (α, n) avec un isotope d’espèce k est calculé
à partir de l’expression suivante :
avec :
I mi : nombre de particules α émises à l’énergie E mi lors d’une désintégration α de l’isotope i
(intensité de la raie d’émission α considérée : raie m de l’isotope i).
N k : nombre d’isotopes d’espèce k par unité de volume.
E α (x) : énergie cinétique de la particule α à la distance x de son point d’émission ; E α (x)
diminue en fonction de la distance x parcourue dans le milieu ralentisseur considéré.
σ k (E α (x) : section efficace microscopique de la réaction (α, n) induite par une particule α
d’énergie E α (x) avec un isotope d’espèce k (Vukolov, 1991).
E sk : énergie de seuil de la réaction (α, n) induite par une particule α sur l’isotope
d’espèce k.
⌬E
dE p
ds
-------- -
⎝
⎠
⎛
⎞ s
d
S i
S i 1
ϩ
#
ϭ
dE p
ds
-------- -
⎝
⎠
⎛
⎞
r ␣ n
,
(
) i
,
l mi N k
k
Α
k
E sk
E mi
#
E ␣ x
( )
(
)
dE ␣
dE ␣
dx
--------⎝
⎠
⎛
⎞
---------------m
Α
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Radioprotection et ingénierie nucléaire
continu de la particule et d’une déviation angulaire déduite d’un formalisme de la diffusion approprié (« diffusion multiple », Goudsmith et al., 1940a, 1940b).
L’approximation du ralentissement continu permet de déterminer la perte d’énergie
moyenne ΔE de la particule sur un trajet élémentaire [s i , s i + 1 ].
où
représente la perte d’énergie de la particule par unité de longueur ou pouvoir
d’arrêt (stopping power) qui est la somme de la perte d’énergie par ionisation et de la perte
d’énergie par rayonnement de freinage (Ziegler, 1977 ; Pagès et al., 1970).
Les pas [s i , s i + 1 ] sont choisis de manière à ce que la perte d’énergie ΔE soit toujours petite
vis-à-vis de l’énergie de la particule.
Les données et formalismes d’interaction utilisés dans le code de transport Monte Carlo
TRIPOLI-4 sont présentés dans Péneliau (2000).
Dans certaines situations il est cependant possible d’adopter un formalisme déterministe
simplifié. Deux exemples en sont donnés ci-après.
Exemple 1 : Calcul de la production de neutrons par réaction (α, n)
Les chapitres précédents 7 et 8 ont déjà fait mention de la production de neutrons par réaction (α, n) dans un milieu donné comportant des noyaux émetteurs de particules α (U, Pu,
Cm, etc.). Cette production peut être déterminée en pré-calculant le rendement (α, n), r (α, n), i
qui représente le nombre de neutrons émis par réaction (α, n) lors du ralentissement des
particules α émises par un isotope d’espèce i dans le milieu considéré (UO 2 , PuO 2 ,
SiO 2 …).
Dans l’approximation de ralentissement continu de la particule α, le rendement r (α, n), i
associé à un spectre de particules α se ralentissant dans un milieu de composition
chimique donnée et qui produit une réaction (α, n) avec un isotope d’espèce k est calculé
à partir de l’expression suivante :
avec :
I mi : nombre de particules α émises à l’énergie E mi lors d’une désintégration α de l’isotope i
(intensité de la raie d’émission α considérée : raie m de l’isotope i).
N k : nombre d’isotopes d’espèce k par unité de volume.
E α (x) : énergie cinétique de la particule α à la distance x de son point d’émission ; E α (x)
diminue en fonction de la distance x parcourue dans le milieu ralentisseur considéré.
σ k (E α (x) : section efficace microscopique de la réaction (α, n) induite par une particule α
d’énergie E α (x) avec un isotope d’espèce k (Vukolov, 1991).
E sk : énergie de seuil de la réaction (α, n) induite par une particule α sur l’isotope
d’espèce k.
⌬E
dE p
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