Photofission

Thématique et contexte du projet :

La Photofission est un thème générique d'étude de recherche fondamentale en physique nucléaire qui possède un potentiel d'applications très important dans différents domaines allant des irradiateurs de neutrons à la caractérisation des déchets nucléaires en passant par le contrôle du trafic de matières nucléaires.

Localisation :

Les expériences se font à Saclay sur l'accélérateur SAPHIR et les modélisations au SPhN et au DRT/Detecs.

Collaboration :

Collaborations avec DEN/DPA et DRT/Detecs pour la caractérisation des déchets radioactifs (projet Inpho).
Collaboration avec DEN/DM2S sur le "mini-irradiateur" de neutrons.

Approche scientifique

Moyens d'investigation :

L'objectif scientifique est d'une part de pouvoir correctement modéliser la photofission de noyaux actinides et de pouvoir prédire toutes les voies de sortie (en particuier les neutrons émis et les produits de fission). Des expériences spécifiques effectuées sur certains noyaux bien ciblés devraient nous renseigner sur la quantité et la distribution angulaire des spectres de neutrons émis ainsi que sur les produits de fission qui vont à leur tour déterminer les neutrons retardés par photofission.

Spécificités :

Accélérateur pulsé d'électrons très intense (jusqu'à 4 MW crête).
Objectif de développement d'un détecteur de neutrons innovant et unique afin de pouvoir mesurer le spectre de neutrons sans base de temps de vol.

Contribution du Dapnia

Responsabilités scientifiques et techniques :

Responsabilité de la conception de l'accélérateur et de la cible de production d'ions radioactifs pour SpiralII - option photofission.
Responsabilité du projet Inpho (chef de projet et responsable scientifique).

Engagement du Dapnia de 2001 à 2003 (h.an) :

SpiralII - option photofission : 1.5 h.an.

Services associés :

SACM : Accélérateurs d'électrons.
SIS : Étude thermique de la cible pour SPIRAL II - option photofission.
SIS : Contrôle-Commande.
Sédi : Détecteurs de neutrons.

Etats et perspectives

Dates importantes :

2000 : Utilisation de la photofission pour générer des noyaux exotiques riches en neutrons.
2001-2002 : APS SpiralII - Option Photofission.
2003 : Proposition du projet Inpho pour la caractérisation des déchets nucléaires au CEA.
Mars 2004 : Approbation et lancement du projet Inpho par DEN/DPA.

Etat au 31 décembre 2003 :

Au 31 Décembre 2003, l'avant-projet SpiralII - option photofission a été entièrement terminé et fait l'objet d'un rapport Ganil.
Le projet de caractérisation des déchets au CEA (Inpho) a été élaboré et devra etre présenté à DEN/DPA le 7 Janvier 2004.

Perspectives :

Proposition de projet Numade dans le cadre de la sécurité européenne
(PASR 2005-2007) en collaboration avec 11 partenaires ou laboratoires européens.

Bilan scientifique et technique :

2002 : Démonstration de la faisabilité de l'option photofission pour SpiralII (avec 10**13 fissions/s) avec une cible de 20kW.
2003 : Étude conceptuelle de l'utilisation de la photofission pour la caractérisation des déchets nucléaires.

Faits marquants :

2002 : Étude conceptuelle d'une cible en carbure d'uranium pouvant supporter jusqu'à 20kW de faisceau incident et produire des ions exotiques de très courte durée de vie.