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Service d'astrophysique
Laboratoire AIM

 
Modélisation des réactions de spallation

Le mécanisme de la réaction élémentaire de spallation.

 

Objectifs

  • Développement et amélioration des modèles décrivant les deux étapes de la réaction de spallation, cascade intra-nucléaire et désexcitation , à partir de la confrontation avec les données expérimentales.
  • Implémentation de ces modèles dans les codes de simulation MCNPX et GEANT4 (Ces codes sont utilisés pour la simulation de design complexes: sources de spallation, irradiations de cibles épaisses, blindages etc.). De façon pratique, la mise en place a été prise en charge par des spécialistes de ces codes .
  • Validation sur des mesures intégrales comme MEGAPIE
  • Etude de l'impact des différences dans les modèles sur les simulations de systèmes de spallation complexes comme MEGAPIE ou EURISOL.

 Contexte

Les développements du code de cascade intarnucléaire INCL4 se font en étroite collaboration avec le concepteur du code (J. Cugnon, Univ Liège). La désexcitation est principalement traitée par le code ABLA développé par nos collaborateurs à GSI, mais nous testons aussi le couplage d'autres types de désexcitation disponibles (i.e. GEMINI, SMM, GEM).

La force du projet réside dans le fait d'associer dans le même groupe la réalisation d'expériences spécifiques, le développement des codes au niveau conceptuel et les retombées pour des expériences concrètes impliquant des données intégrales et des géométries complexes.

Contribution du Dapnia

Les contributions

  • Amélioration du modèle de cascade nucléaire.
  • Confrontation aux données expérimentales.
  • Implémentation dans LAHET, MCNPX et GEANT4.

Les responsabilités

  

 

  • Développeur MCNPX
  • Développeur GEANT4

     Collaborations

     Université de Liège (Belgique), SOREQ Nuclear Research Center (Israel), GSI Darmstadt (Allemagne), Université de Saint-Jacques de Compostelle (Espagne), Los Alamos National Laboratory

    Contacts

    Sylvie LERAY

    Instrumentations

     Voir SPALADIN et R3B

     

     

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    VIE DU PROJET

    Historique et principaux jalons:

    • 2001: Version officielle INCL4.2, couplage à ABLA et GEM.
    • 2002: INCL4.2-ABLA dans LAHET
    • 2003-4: Première version de production de composites (d,t,3He,4He)
    • 2005: Couplage à GEMINI et SMM et INCL4.2-ABLA dans MCNPX
    • 2006: Extensions à basse énergie, potentiel nucléaire dépendant de l'énergie et de l'isospin, amélioration des pions.
    • 2007: Seconde version de production de composites, première version C++ (traduction) dans GEANT4.
    • 2008: Couplage à la nouvelle version d'ABLA (ABLA07) et choix pour la nouvelle version officielle INCL5. Début de ré-écriture en C++ (travail de thèse au SPhN).


      Perspectives:

      • Tests et mise dans le domaine public de la version INCL5-ABLA07
      • Ré-écriture de INCL5 en C++. Il s'agit d'une écriture complète dans ce nouveau language de la meilleure approche physique adoptée dans la version 5. Ceci doit permettre de pérenniser cette cascade intranucléaire, de la rendre plus facilement modifiable et de mieux l'intégrer à GEANT4. Ce travail sera conduit autour d'une thèse, le doctorant ayant participé à la traduction d'INCL4 en C++ et à sa mise en place actuelle dans GEANT4.
      • Extensions à basse énergie (production des clusters, refraction) et à haute énergie (canaux multi-pions dans l'interaction N-N).
      • Physique des collisions Noyaux-Noyaux (en commençant par des systèmes asymétriques). Avec les accélérateurs d'ions lourds dans le domaine du GeV par nucléon, Il y a un besoin évident de ce type de générateurs d'interactions, mais aussi pour les ions lourds du rayonnement cosmique ou dans le domaine plus difficile des applications médicales.
     

    maj : 21-09-2007 (2105)