10 - Propagation des rayonnements : méthodes et codes de calcul
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Dans la pratique, le code MERCURE opère une discrétisation de l’espace des phases de
sorte que la réponse calculée s’écrit sous la forme (Devillers et al., 1974) :
avec :
m : indice identifiant les mailles qui découpent le domaine spatial des sources en volumes
élémentaires ΔV m dont le centre a pour coordonnées
. Le volume source est discrétisé
en M mailles sources.
g : indice identifiant les groupes d’énergie des γ source. Le domaine énergétique des
sources de γ est partitionné en G sous-domaines appelés groupes d’énergie (G : de quelques dizaines à 200 groupes d’énergie), de largeur ΔE g .
S( , g) : densité de source de γ, c’est-à-dire nombre de γ émis par unité de temps, par
unité de volume au point
, par unité d’énergie dans le groupe d’énergie g.
: nombre de longueurs de relaxation dans le milieu i traversé par les γ appartenant au
groupe d’énergie g.
B R (g, η (g) ) : facteur d’accumulation associé à la réponse de détecteur R( ) cherchée pour
les γ sources émis dans le groupe d’énergie g.
K(g) : coefficient de sensibilité de la réponse de détecteur pour les γ appartenant au groupe
d’énergie g ; facteur de conversion de flux en débit d’équivalent de dose, par exemple.
L’une des particularités du code MERCURE est de calculer la double sommation sur
l’espace et l’énergie donnant la réponse de détecteur R( ) par la méthode de Monte Carlo.
L’intérêt de cette technique probabiliste de calcul réside dans sa capacité à traiter
« exactement » des géométries tridimensionnelles et à optimiser le temps de calcul.
Au code MERCURE-6 sont associées des bibliothèques de sections efficaces et de facteurs
d’accumulation pour les éléments simples allant de l’hydrogène à l’uranium auxquels il
faut ajouter l’eau. Le nombre de groupes d’énergie de γ entre 15 keV et 10 MeV est 195
pour la bibliothèque recommandée.
La figure 10.9 montre, sur la configuration d’un château de transport (shipping cask) de
combustible irradié (UO 2 ), une comparaison entre les calculs d’atténuation en ligne droite
effectué par le code MERCURE et les mesures. Le long de la partie centrale du château, les
sources de γ sont constituées essentiellement par les produits de fission contenus dans les
assemblages combustibles. Aux extrémités, les γ proviennent de radionucléides résultant
de l’activation neutronique, durant l’irradiation de l’assemblage dans le cœur du réacteur,
de noyaux constituant notamment les embouts des assemblages. C’est principalement le
cobalt 60 résultant de l’activation par les neutrons des impuretés de cobalt 59 (quelques
centaines de ppm) qui est responsable de la dose γ mesurée au droit des extrémités de
l’assemblage.
R r
( )
S
g 1
ϭ
G
Α
m 1
ϭ
M
Α
r m g
,
(
)G r m r g
, ,
(
) ⌬E g ⌬V m
ϭ
G r m r g
, ,
(
) B R g
g
( )
,
(
)K g
( )
i g
( )
i
Α
Ϫ
exp
4 r
r m
Ϫ
2
------------------------------------------ -
ϭ
r m
r m
r m
i
g
( )
r
r
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Dans la pratique, le code MERCURE opère une discrétisation de l’espace des phases de
sorte que la réponse calculée s’écrit sous la forme (Devillers et al., 1974) :
avec :
m : indice identifiant les mailles qui découpent le domaine spatial des sources en volumes
élémentaires ΔV m dont le centre a pour coordonnées
. Le volume source est discrétisé
en M mailles sources.
g : indice identifiant les groupes d’énergie des γ source. Le domaine énergétique des
sources de γ est partitionné en G sous-domaines appelés groupes d’énergie (G : de quelques dizaines à 200 groupes d’énergie), de largeur ΔE g .
S( , g) : densité de source de γ, c’est-à-dire nombre de γ émis par unité de temps, par
unité de volume au point
, par unité d’énergie dans le groupe d’énergie g.
: nombre de longueurs de relaxation dans le milieu i traversé par les γ appartenant au
groupe d’énergie g.
B R (g, η (g) ) : facteur d’accumulation associé à la réponse de détecteur R( ) cherchée pour
les γ sources émis dans le groupe d’énergie g.
K(g) : coefficient de sensibilité de la réponse de détecteur pour les γ appartenant au groupe
d’énergie g ; facteur de conversion de flux en débit d’équivalent de dose, par exemple.
L’une des particularités du code MERCURE est de calculer la double sommation sur
l’espace et l’énergie donnant la réponse de détecteur R( ) par la méthode de Monte Carlo.
L’intérêt de cette technique probabiliste de calcul réside dans sa capacité à traiter
« exactement » des géométries tridimensionnelles et à optimiser le temps de calcul.
Au code MERCURE-6 sont associées des bibliothèques de sections efficaces et de facteurs
d’accumulation pour les éléments simples allant de l’hydrogène à l’uranium auxquels il
faut ajouter l’eau. Le nombre de groupes d’énergie de γ entre 15 keV et 10 MeV est 195
pour la bibliothèque recommandée.
La figure 10.9 montre, sur la configuration d’un château de transport (shipping cask) de
combustible irradié (UO 2 ), une comparaison entre les calculs d’atténuation en ligne droite
effectué par le code MERCURE et les mesures. Le long de la partie centrale du château, les
sources de γ sont constituées essentiellement par les produits de fission contenus dans les
assemblages combustibles. Aux extrémités, les γ proviennent de radionucléides résultant
de l’activation neutronique, durant l’irradiation de l’assemblage dans le cœur du réacteur,
de noyaux constituant notamment les embouts des assemblages. C’est principalement le
cobalt 60 résultant de l’activation par les neutrons des impuretés de cobalt 59 (quelques
centaines de ppm) qui est responsable de la dose γ mesurée au droit des extrémités de
l’assemblage.
R r
( )
S
g 1
ϭ
G
Α
m 1
ϭ
M
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,
(
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, ,
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, ,
(
) B R g
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,
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