section efficace

Bonjour,

J'aimerai savoir comment peut on expliquer les pics apparaissant sur les schemas de sections efficaces. Dans un livre, on parle de résonance, mais à quoi cela correspond t-il?
merci

j'aimerai également savoir ce qu'est l'effet doppler et quel role a t-il vis à vis de ces sections efficaces?
merci d'avance

bonsoir,

Pour faire simple (si cela reste possible pour la théorie de la résonance, lorsqu'un neutron est absorbé, il se forme ce que l'on appelle un noyau composé. l'énergie d'excitation du noyau composé est formé de l’énergie de liaison du neutron incident et de l'énergie cinétique de ce neutron. si l'énergie d'excitation à une valeur dans le voisinage de l'un des niveaux d'énergie du noyau composé, la réaction d'absorption se fera facilement et on observera une grande valeur de la section efficace. Inversement, si elle est éloigné d'un niveau d'énergie, la réaction sera plus difficile et on observera une section efficace plus faible!! c'est pour cela qu'on observera de fortes variations de l'énergie efficace, pour de faible variation de l'énergie du neutron incident.

PPJ

L'effet Doppler est un effet thermique. En première approximation on suppose que le noyau cible est immobile. En réalité il faut tenir compte de l'agitation thermique qui modifie (et c'est elle qui compte en réalité) la vitesse relative du neutron et du noyau cible. A proximité d'une raie de résonance, l'effet Doppler n'est pas négligeable. les calculs tenant compte de l'effet doppler sont complexe. L'effet n'est pas négligeable sur la stabilité du réacteur. On peut avoir une réactivité négative de 2 à 3 pcm par °C. Donc un effet stabilisant.

PPJ

merci

Pour la section efficace, c'est bon, mais je n'arrive toujours pas à comprendre ce qu'est cet effet doppler... à quoi il correspond?

Salut benjamin,

je suis loin d'être expert en neutronique et dans tout ce qui est section efficace mais voilà tel que l'on me l'avait présenté en licence.

Il y a deux effets en température dans un réacteur nucléaire (à eau pressurisée), c'est à dire que l'on observe une variation de la réactivité en fonction de la température. Il s'agit de l'effet Doppler et de l'effet du modérateur (l'eau dans un REP).

L'effet Doppler correspond à l'agitation thermique du combustible quand la température augmente. Tes noyaux d'uranium sont en mouvement, tes neutrons aussi. J'ai pas retrouvé de schéma présentant la section efficace vis à vis de l'énergie pour illustrer, mais plus tu chauffes, plus tu augmentes le nombre de trappes. A 0°C, tu aurais une gaussienne très haute et très pointues, à 1500°C, tu aurais une gaussienne toute aplatie ayant le même centre qu'à 0°C.
Et donc on parle d'effet Doppler stabilisant. Si le cœur s'emballe, la température augmente aussi et par effet Doppler, on augmente le nombre de trappes et on mange du coup plus de neutrons. Le cœur s'étoufferait à priori si la cinétique n'est pas trop rapide.
En bref, si la température augmente, l'effet Doppler va rendre de la stabilité au réacteur ou l'étouffer.

L'effet du modérateur correspond à la dilatation de celui ci quand la température augmente.L'eau se dilatant, elle ralentit moins les neutrons, il y a moins d'effets de trappe. De plus l'augmentation de la température du bore de l'eau réduit la capacité du bore à manger les neutrons. On a donc une réduction de l'efficacité du modérateur et une réduction de l'antiréactivité présente dans le cœur.
En bref, si la température augmente, l'effet du modérateur va rendre le réacteur plus instable.

J'ai pas retrouvé la fonction pour éditer le message. Voilà la courbe qui manquait sur l'effet Doppler, faite avec plus ou moins de brio sous paint. Tu peux observer qu'à 1500°C, tu as beaucoup plus de chances qu'à 0°C de manger des neutrons.

merci beaucoup daima!
trés belle explication

rebonjour,

je reviens sur cette explication, j'ai compris l'effet de la température, mais l'effet stabilisant non. J'ai compris que les résonances étaient plus large avec la température, donc les neutrons ont une plus grande chance d'etre absorbés. Mais par qui? je possède les sections efficaces de capture et de fission de U235 qui possède des résonances. Si elles s'élargissent et que les neutrons voient leurs probabilité d'interaction augmentée, cela veut dire que la fission a plus de chance d'avoir lieu, ce qui n'est pas stabilisant...
j'ai dû louper qqch...

SALUT
j e pens e que c est l acide borique .il est neutrophage et donc arrete la reaction intrinsèquement la chaleur par le fait.

Benjamin 14,

pour revenir à la base du fonctionnement,

on a une relation triangulaire entre la réactivité, le nombre de neutrons et la chaleur dans le cœur.
1. la réactivité entraine une évolution du nombre de neutrons. La réactivité augmente, le nombre de neutrons augmente.
2. l'augmentation du nombre de neutrons est équivalent à une augmentation du nombre de fissions dans le cœur, donc à une augmentation de la chaleur du cœur (et de la puissance thermique).
3. Cette augmentation de la chaleur entraine les effets en température jouant sur la réactivité.
1. la boucle continue en permanence.

On dit dès lors que le système est stable si une augmentation de la température du cœur entraine une baisse de la réactivité.

C'est là qu'intervient l'effet doppler stabilisant qui est un élément essentiel de la sûreté REP.

Citation :

Mais par qui? je possède les sections efficaces de capture et de fission de U235 qui possède des résonances. Si elles s'élargissent et que les neutrons voient leurs probabilité d'interaction augmentée, cela veut dire que la fission a plus de chance d'avoir lieu, ce qui n'est pas stabilisant...

Oui, j'aurais dû ajouter un titre à mon graphique. Il concerne l'absorption résonnante de l'Uranium 238.
L'uranium 238 est prédominant dans les barres de combustible d'un REP par rapport à l'U235, on retrouve moins de 5% d'Uranium 235, très fissile, dans le combustible. L'uranium 238 est beaucoup plus dur à fissionner car il nécessite des neutrons de très hautes énergies. Pas de fission, pas d'émission de neutrons supplémentaires, le nombre de neutrons dans le cœur diminue et la réactivité diminue.
Donc pour faire simple, avec l'augmentation de la température, l'U238 absorbe plus facilement des neutrons mais ne fissionne pas en retour. La réactivité diminue grâce à l'effet Doppler.

J'espère avoir pu répondre à ta question. Je ne maitrise pas bien la neutronique donc c'est galère à expliquer.