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Maquette de l’expérience Megapie (MEgawatt PIlot Experiment) où l'on voit les dipoles de la ligne faisceau (en bas), la cible (au centre) entourée du modérateur en D2O (en bleu).
Objectif:
Megapie (Megawatt pilot experiment) est un projet international ayant pour objectif de concevoir, fabriquer, tester et démanteler la première cible de spallation en plomb-bismuth liquide supportant un dépôt de puissance de 1 MW. Cette cible est utilisée comme source de neutrons. Ces derniers sont générés par l'interaction d'un faisceau de protons (590 MeV d'énergie) de haute intensité avec la cible. Afin de caractériser le flux neutronique (distribution en énergie et intensité), le Dapnia a construit et installé un détecteur de neutrons au centre de la cible. Les données recueillies par ce détecteur ont pour objectif fondamental de valider intégralement les codes de simulation utilisés pour décrire la physique des cibles de spallation, incluant la production et le transport des neutrons.
Cible MEGAPIE, après sa livraison et avant son installation dans le hall SINQ. Cette cible a été irradiée pendant quatre mois, de août à décembre 2006, et est actuellement en attente de découpe afin d'étudier le comportement, sous irradiation, des matériaux qui la compose.
Thèmes/programmes
Physique pour l'énergie nucléaire/Données nucléaires et modélisation
Contexte:
La mise au point de réacteurs nucléaires sous-critiques, intrinsèquement sûrs, pour incinérer les déchets nucléaires - par transmutation d’actinides de durée de vie longue en radioéléments de plus courte période - ou la production de faisceaux intenses de neutrinos ou de noyaux radioactifs, réclament des sources intenses de neutrons. Ces sources sont produites par la technique de spallation, c’est-à-dire l’interaction d’un faisceau de protons de haute énergie et haute intensité avec une cible contenant des métaux lourds. Compte tenu de la puissance déposée par les protons dans la cible (de l'ordre de quelques MW) seuls des métaux sous forme liquide peuvent à la fois résister aux défauts induits et évacuer la chaleur. Dans ce contexte l'expérience Megapie est pionière et ouvre la voie vers des cibles de haute puissance.
Localisation:
L'expérience s'est déroulée en 2006, au Paul-Scherrer Institut (PSI), à Villigen en Suisse. La cible était installée sur la ligne de faisceau de SINQ. La construction du détecteur de neutrons par le Dapnia a été réalisée en France avec le CEA/DEN cadarache, et des sous-traitants français comme Photonis, Thermocoax, Kayme, ...
Implantation du détecteur neutrons (chambres à fissions), construit par le Dapnia, dans la cible Megapie.
Contribution du Dapnia
Les contributions:
Le Dapnia s'est fortement impliqué dans l'expérience Megapie par l'élaboration de l'ensemble de détection de neutrons ainsi que les simulations de validation qui accompagnent. La mesure est un véritable succès malgré les difficultés liées aux contraintes de la cible: espace disponible réduit, rayonnements intenses, haute température (400 °C) et faible intensité de signal.
Responsabilités scientifiques et techniques:
Le Dapnia a pris en charge l'étude du flux de neutrons à l'intérieur de la cible. Cette étude comprend la fabrication, calibration et installation du détecteur neutrons, ainsi que la prise de données, analyse et interprétation des résultats.
Septembre 2008: -Etude de l'évolution des dépôts (chambres à fission) -Analyse des moniteurs de fluxEtat de l'expérience:
maj : 16-03-2010 (403)
L'énergie nucléaire 
Données nucléaires et modélisation
Le service d'Ingénierie des Systèmes Le Service de Physique Nucléaire
Laboratoire d ’électronique instrumentale Laboratoire de Développementet Intégration de Systèmes de Contrôle Relations industrielles Groupe Mesures Nucléaires et Modélisation Groupe Spallation
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10 mars 2006
L’incinération des déchets nucléaires par la transmutation d’actinides de durée de vie longue en radioéléments de plus courte période ou la mise au point de réacteurs nucléaires sous-critiques, intrinsèquement sûrs, réclament des sources de neutrons intenses. Pour produire de telles sources, on utilise la technique de spallation, c’est-à-dire l’interaction d’un faisceau de protons de haute ... Lire la suite » |
 | Publications:
Modelling of fission chambers in current mode - Analytical approach [dapnia-06-148] S. Chabod, et al. (A. Letourneau, F. Marie), Nuclear Instruments and Methods A, Vol. 566, n°2 (2006) 633
Neutron flux characterisation of MEGAPIE target [dapnia-05-475] S. Chabod, et al. (G. Fioni, Y. Foucher, A. Letourneau, F. Marie), NIM A562 (2006) 618-620
Measurement of the 210Po production induced by thermal neutron capture on 209Bi [dapnia-05-370] A. Letourneau, et al. (G. Fioni, F. Marie, D. ... Lire la suite » |
 | Moyens d'investigation
Les neutrons générés dans la cible par les réactions de spallation sont enregistrés grâce à des détecteurs appelés chambres à fission. Ces détecteurs miniatures (quelques millimètres de diamètre) offrent la possibilité de mesurer des flux aussi intenses que quelques 1014 n/cm2/s. Placés à différentes altitudes dans l'axe central de la cible, ils permettent une ... Lire la suite » |
 | Collaboration:
La collaboration MEGAPIE regroupe plusieurs instituts internationaux: CEA, CNRS, PSI, FZK, ENEA, DOE, JAEA, SCK-CEN, KAERI, LANL.
Plus particulièrement pour le développpement du détecteur et son installation, le Dapnia a collaboré avec:
PSI qui est le maître d'ouvrage et le site de Megapie.
CEA/DEN qui a réalisé les chambres à fission: le dépôt des matières fissiles et le montage (SPEX) et l'analyse du dépôt ... Lire la suite » |
 | Historique et principaux jalons
Mai 2003, approbation de l'implication du Dapnia dans Megapie et financement du projet par PSI (21%), CEA DEN (37%) et Dapnia (42% + main d'oeuvre). Janvier 2006, installation du détecteur neutron dans la cible. 14 août 2006, mise en fonctionnement de la cible jusqu'au 21 décembre 2006. 31 janvier 2006: La cible MEGAPIE a fonctionné pendant quatre mois à une intensité faisceau proche 1.3 mA, soit un dépôt de puissance d'environ ... Lire la suite » |
