Charlotte AMOUROUX 1 Mesures des rendements de fission de l’Am242 auprès du Spectromètre Lohengrin A. Bidaud 2, A.Blanc 3, N. Capellan 2, S. Chabod 2, A. Chebboubi 2,H. Faust 3, G. Kessedjian 2, U. Köster 3, J-F.Lemaitre 1, A. Letourneau 1, F. Martin 2, T. Materna 1, S. Panebianco 1, Ch. Sage 2, O. Serot 4 1 CEA, DSM-Saclay, Irfu, France 2 LPSC Grenoble, CNRS/IN2P3, France 3 Institut Laue Langevin, France 4 CEA, DEN-Cadarache, France

Actinides Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 2/12 Vallée de la stabilité N Z  Pas de noyau stable  Forte tendance à fissionner Z>89  Les plus connus: Uranium (Z=92) Plutonium (Z=94)

Fission : Couplage structure et dynamique 3/12 νeνe νeνe Delayed particles : e-,γ, ν e,n Prompt  Influence : Structure noyau père Structure noyau fils Dynamique Structure Dynamique  Observables: Rendements isotopiques (effets pairs-impairs,…) Energie cinétique des fragments Neutrons & ɣ (Prompts, retardés) Décroissance β (e-,γ, ν e )

Fission & connaissances actuelles  Deux points de sureté importants ( ε<qqs %)  Maitrise de la réaction en chaine (poisons neutroniques, neutrons retardés)  Maitrise de l'évacuation de la puissance résiduelle due aux désintégrations β (7% de la puissance)  Conditionne l’aval du cycle (déchets)  Capacité de prédiction des rendements faibles  Modèles microscopiques (ex : SPY)  Modèles phénoménologiques (ex : GEF)  Evaluations des données ( ex : JEFF, ENDF) Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 4/12 Pu239 Am242

De l’intérêt de l’Am 242 n+ 241 Am 242m Am 242 Am Y Y’ σ fission =1751(±55)barn* 89,4% 11,6% Y=Y’ ? (141 y) (16h) σ fission =5972(±173)barn* * A.Letourneau et al to be published  Réacteur avec forte présence d’actinides mineurs ( régénérateurs, présence de MOX, haut burn-up)  Influence du spin de la voie d’entrée sur la voie de sortie du processus de fission Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 5/12 Predictions de GEF:  Rendements isotopiques identiques  Rendements isomériques différents

 Condenseur: Sélection: E/q  Detecteur: E Le spectromètre Lohengrin Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 6/12 Y(A,q,E)  Mesure des rendements en masse : Chambre d’ionisation  Mesure des rendements isotopiques : Détecteur Germanium Fission Fragments beam Tape HPGe Clover Y(Z,A,q,E) A.Bail PRC 84, (2011)

 Distribution en E pour un q donné  Distribution en q pour un E donné N(A,q,E) en fonction de q et E  Ce que l’on voudrait connaitre:  Temps très (trop) long Formule approximative valable que si les distributions en E et q sont indépendantes Obtenir les rendements Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 7/12

 La charge mesurée est déterminée par le dernier matériau traversé (Nickel)  Exemple de Q-distribution : deux cas différents With nanosecond isomer Without nanosecond isomer Prise en compte des isomères nanoseconde A=105 A=136 Target Nickel Foil Magnet Q~21-22 Q~24-25 Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 8/12

Energie cinétique en fonction de la masse Preliminary Mesure d’énergies cinétiques relatives uniquement Normalization sur A=105 de U. Güttler Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 9/12 Energie cinétique : Coulomb & déformation des noyaux

 Pic Léger & Pic Lourd  41 masses mesurées (Rendements>1%)  Incertitudes ~ 5.5 % (statistique~1%)  Compatible avec les données de Wolfsberg  Pic Lourd : Compatible avec les deux évaluations  Pic Léger : proche de ENSDF.B/VII.0 Rendements en masse Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/ /12

Campagne de mesure des rendements isotopiques  Validation de l’expérience:  Résultats des rendements en masse  Forme des distributions en charge  18 rendements isotopiques à extraire (8 masses)  Possibilité d’observer les effets pairs impairs Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/ /12 Preliminary

Grand domaine en masse mesuré (Oct-Nov 2011) 41 masses soit environ 174% /200% Résultats présentés 2 conférences: WONDER (sept 2012), Fission (mai 2013) JEFF Meeting (nov 2012)  Article sur les rendements en masses en cours d’écriture Rendements isotopiques mesurés pour 8 masses (Mai 2013)  Analyse préliminaire très encourageante Validation du code GEF dans le domaine thermique  Extension de son domaine de validité au domaine énergétique de NFS Conclusion Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/ /12

BACK UP

Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/2013 B n ~ 7 MeV A+1 X Déformation AXAX Etats de classe I Etats de classe II B n ~ 7 MeV Capture Fission

La principale observable de la voie de sortie de le fission: Rendements de fission  Rendement de fission indépendant: Probabilité de formation d’un produit de fission directement lors de la fission (après l’émission de neutrons prompts avant les désintégrations beta retardées) Vallée: fission symétrique Pics: fission asymétrique Pic Lourd ~140 Charlotte AMOUROUX-IRFU-02/07/ /13 Pic Léger ~90 (U-235) ~100 (Am-242) Masse A

Dependance of the angular momentum distribution with J CN Integration of this dependance in the GEF model (JEF-Doc 1382) H.Naik et al.,Nucl. Phys.A648 (1999) 45 Isomeric Yields Charlotte AMOUROUX-FISSION-Caen-28-31/05/ /18

Isomeric Yields Contribution calculated by GEF Y 242Am (GS)-Y 242mAm (GS) Z A Isomer Yields & live time Mother & Daughter without isomer Decay Data 100 Nb & 136 I Charlotte AMOUROUX-FISSION-Caen-28-31/05/ /18

Methodology to observe this difference. Isomeric Yields Very low Uncertainties o Prevent from burnup uncertainties o High Statistics o A single point A/q/E o Assume the same energy and charge evolution with target evolution GEF Calculation Charlotte AMOUROUX-FISSION-Caen-28-31/05/ /18

E-Distribution A=105 Q=21  0.6 MeV pour la détermination de KE  0.6 MeV pour correlation (q,E) Charlotte AMOUROUX-JEFF MEETING -28/11/ /26 Ici : Energie Cinétique (KE) ≡ énergie cinétique la plus probable

Mesure de l'énergie des fragments Analyse automatique Analyse en ligne +

Measured Mass Region