Réunion du 17/12/03 Avancement du projet photofission.

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1 Réunion du 17/12/03 Avancement du projet photofission

2 2 Dispositif expérimental Faisceau d’électron Emax 18 MeV Courant 10  A 2 détecteurs 48NH30 : 3 He à 4 bars Longueur active 30 cm Diamètre 2.5 cm 2 cartes d’acquisition 8192 canaux réglables de 2  s à quelques secondes De la paraffine

3 3 La cible Faisceau diamètre 0.5cm Convertisseur en tungstène 0.12cm Absorbeur d’électron en graphite 6cm Cible en uranium 0.1cm (soit 20g) Diamètre 3.74cm (?) Unité cm

4 4 Estimation du nombre de neutrons retardés Pour l’uranium-238 3 neutrons retardés pour 100 fissions Energie e-10 MeV15 MeV18 MeV Nb  -fission/e- 4.56 10 -7 6.82 10 -6 1.47 10 -5 Nb n-fission/e-< 10 -8 1.91 10 -7 2.09 10 -7 Nb neutrons ret/e-1.37 10 -8 2.10 10 -7 5.04 10 -7

5 5 Estimation du nombre de neutrons retardés Pour l’uranium-235 1 neutron retardé pour 100 fissions Energie e-10 MeV15 MeV18 MeV Nb  -fission/e- 6.98 10 -7 1.34 10 -5 2.85 10 -5 Nb n-fission/e-< 10 -8 9.82 10 -7 2.02 10 -6 Nb neutrons ret/e-6.98 10 -9 1.44 10 -7 3.05 10 -7 1.5 fois moins de neutrons à 15 et 18 MeV que pour l’uranium-238

6 6 Estimation du nombre de neutrons retardés Pour le plutonium-239 0.4 neutron retardé pour 100 fissions Energie e-10 MeV15 MeV18 MeV Nb  -fission/e- 1.14 10 -6 1.69 10 -5 3.40 10 -5 Nb n-fission/e-8.35 10 -8 1.19 10 -6 6.40 10 -6 Nb neutrons ret/e-4.90 10 -9 7.28 10 -8 1.62 10 -7 3 fois moins de neutrons à 15 et 18 MeV que pour l’uranium-238

7 7 Optimisation de l’épaisseur de paraffine avant le détecteur Il y a un optimum pour l’épaisseur de la face avant qui dépend de l’énergie On a choisi 4.5 cm car la distribution en fonction de l’énergie est plus plate

8 8 Optimisation de l’épaisseur de paraffine (autres faces) Plus on a de paraffine, meilleure est l’efficacité Après 12 cm on ne gagne en efficacité que sur les énergies les plus grandes Modérateur parallélépipédique (4.5+12)x(12+12)x50

9 9 Efficacité du détecteur en fonction de l’énergie

10 10 Configuration des simulations Configuration loin du mur Configuration près du mur En violet la source (isotrope de neutrons), en vert la paraffine, en bleu les détecteurs, en gris les murs. La source est à 1.25m du sol et le plafond à 4.8m

11 11 Bruit de la configuration "loin du mur" Moyenne de 4% Le bruit augmente avec l’énergie Des calculs intermédiaires sont nécessaires

12 12 Bruit de la configuration "près du mur" A 1 MeV sans blindage rapport signal/bruit égal à 0.84 !!! Configuration inutilisable à sans blindage

13 13 Blindage au cadmium de la configuration "près du mur" Le cadmium réduit le bruit mais pas assez pour que le signal soit exploitable La réduction du bruit est moindre à des énergies plus élevées

14 14 Décalage en temps Décalage lié au temps d’absorption des neutrons dans le béton 70% des neutrons arrivent avec un retard < 1µs

15 15 Reste à déterminer La position des détecteurs : dans le plan faisceau ou perpendiculaire Le nombre de détecteurs