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L'anomalie des antineutrinos de réacteur à l’épreuve de la fonction force bêta.
The reactor antineutrino anomaly and the beta strength function.

Spécialité

Physique nucléaire

Niveau d'étude

Bac+4/5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

28/02/2023

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

LETOURNEAU Alain
+33 1 69 08 76 01

Résumé/Summary
L'objet du stage est de mettre en place un modèle de fonction force bêta pour les produits de fission, basée sur une analyse multivariée des données existantes. Ce travail servira à améliorer la modélisation de la désintégration bêta et des spectres d'antineutrinos de réacteur.
The purpose of the internship is to set up a beta-strength function model for fission products, based on a multivariate analysis of existing data. This work will be used to improve the modeling of beta decay and reactor antineutrino spectra.
Sujet détaillé/Full description
L’anomalie des antineutrinos de réacteur est un problème qui perdure depuis une dizaine d’années en physique du neutrino. Elle consiste en des déviations de quelques pourcents entre les spectres en énergie des antineutrinos mesurés auprès de réacteurs nucléaires et la modélisation à partir de nos connaissances de la radioactivité bêta. Elles pourraient être le signe de l’existence d’états stériles du neutrino et de l’hypothèse d’une physique au-delà du modèle standard, mais cette hypothèse est aujourd’hui rejetée par les expériences les plus récentes [1]. L’explication la plus actuelle se trouverait dans un biais dans les données expérimentales qui ont servis à établir la prédiction [2]. Pour confirmer cette explication, il est nécessaire d’exclure tous biais dans la modélisation de la désintégration bêta.

Dans ce stage, nous proposons de travailler au développement d’un modèle de fonction force bêta, la quantité qui permet de calculer l’intensité des transitions vers l’état final. Il s’agira d’établir la fonction force bêta de chaque fragment de fission en s’appuyant sur des techniques d’analyse empruntées à l’intelligence artificielle (IA) afin d’extraire les informations pertinentes de l’ensemble des données disponibles. Ces fonctions seront validées et utilisées pour calculer les transitions bêtas inconnues de certains noyaux.

Le travail consistera, dans un premier temps, à mettre en place le code d’analyse multivariée et à sélectionner l’approche d’IA la plus adaptée à notre problématique. Les données expérimentales de fonction force seront utilisées pour entraîner le réseau de neurone et l’analyse sera menée sur l’ensemble des données disponibles. Les fonctions forces ainsi obtenues seront utilisées pour calculer les transitions inconnues dans un modèle de désintégration bêta et générer des spectres électrons et antineutrinos qui seront comparés aux spectres mesurés.

[1] H. Almazán, et al (Stereo Collaboration), Improved Sterile Neutrino Constraints from the STEREO Experiment with 179 Days of Reactor-On Data, arXiv:1912.06582 (2020).
[2] A. Letourneau et al., On the origin of the reactor antineutrino anomalies in light of a new summation model with parameterized ?? transitions, arXiv:2205.14954 (2022).
The reactor antineutrino anomaly is an ongoing problem in neutrino physics. It consists in deviations of a few percent between the energy spectra of antineutrinos measured at nuclear reactors and the modeling based on our knowledge of beta radioactivity. They could be a sign of the existence of sterile neutrino states and of the hypothesis of a physics beyond the standard model, but this hypothesis is now rejected by the most recent experiments [1]. The most actual explanation would be found in a bias in the experimental data that were used to establish the prediction [2]. To confirm this explanation, it is necessary to exclude any bias in the modeling of beta decay.

In this internship, we propose to work on the development of a model of the beta strength function, the quantity that allows to calculate the intensity of the transitions to the final state. We will establish the beta strength function of each fission fragment using analysis techniques borrowed from artificial intelligence (AI) in order to extract the relevant information from the available data set. These functions will be validated and used to calculate the unknown beta transitions of some nuclei.

The work will consist, in a first step, in setting up the multivariate analysis code and in selecting the AI approach the most adapted to our problem. The experimental strength function data will be used to train the neural network and the analysis will be carried out on all the available data. The resulting force functions will be used to calculate unknown transitions in a beta decay model and generate electron and antineutrino spectra that will be compared to measured spectra.

[1] H. Almazán, et al (Stereo Collaboration), Improved Sterile Neutrino Constraints from the STEREO Experiment with 179 Days of Reactor-On Data, arXiv:1912.06582 (2020).
[2] A. Letourneau et al, On the origin of the reactor antineutrino anomalies in light of a new summation model with parameterized ?- transitions, arXiv:2205.14954 (2022).
Compétences/Skills
Analyse multivariée.
Multivariate analysis
Logiciels
C++
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Marches Aléatoires Branchantes et Mécanique Quantique.
Branching Random Walks and Quantum Mechanics

Spécialité

Physique théorique, mécanique quantique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

15/03/2023

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

DUMONTEIL Eric
+33 1 69 08 56 02

Résumé/Summary
On étudie formellement et numériquement l'équivalence entre l'équation de Schrödinger (utilisée en mécanique quantique non relativiste) et l'équation de la diffusion critique (utilisée notamment en théorie du transport des neutrons).
Formal and numerical study of the equivalence between the Schrödinger equation used in non relativistic quantum mechanics and a critical diffusion equation (used noticeably in neutron transport theory).
Sujet détaillé/Full description
L'étude des marches aléatoires branchantes permet de décrire de nombreux phénomènes tels que la propagation des épidémies, la transmission génétique au sein de populations, ou le transport des neutrons dans les milieux fissiles pour n'en citer que quelques-uns. Dans ce dernier domaine par exemple, des travaux récents ont montré que des structures spatiales (phénomène de "clustering") pouvaient émerger au sein de la population de neutron présente dans un réacteur nucléaire [1], que l'on caractérise à l'aide de la fonction de corrélation spatiale (ou fonction à deux points).

Dans ce stage, on se propose d'explorer les similitudes entre la mécanique quantique (équation de la diffusion à temps complexe) et la neutronique (équation de la diffusion critique à temps réel). En effet, certains codes numériques permettant de calculer l'état fondamental de systèmes quantiques (Diffusion Monte Carlo [2]) sont très proches des codes de neutroniques permettant de calculer la distribution d'un gaz de neutron en réacteur (Monte Carlo Criticality Codes). On formalisera cette proximité par l'étude d'un changement de variable reliant les deux équations, en on en profitera pour généraliser la méthode au calcul des états excités des systèmes quantiques. Ces travaux formels seront appuyés numériquement par des développements informatiques ad hoc dans un code Monte-Carlo simplifié. Ils permettront notamment de réaliser une analyse spectrale de quelques configurations simples (calcul des états quantiques de l'ion H+ ou du dihydrogène) qui confirmeront la validité de cette approche. Des perspectives seront ouvertes quant à son extension aux états non stationnaires (Monte Carlo Quantum Dynamics) ou à l'étude du lien entre théorie quantique des champs et théorie statistique des champs pour les processus de réaction-diffusion [3,4].

Le candidat recherché doit être en dernière année d'école d'ingénieur ou en master recherche de physique théorique, de physique fondamentale ou de neutronique. Il doit avoir des connaissances de base en modélisation mathématique et en physique statistique (ex: probabilités, calcul stochastique, marches aléatoires, transitions de phase) et être capable de réaliser des développements informatiques en C++ ou en Python.

Ce travail sera basé sur le centre de Saclay du CEA (Orme des Merisiers).

[1] E. Dumonteil et al. Nature Commun Phys 4, 151 (2021).
[2] https://arxiv.org/abs/physics/9702023
[3] M. Doi, J. Phys. A: Math. Gen. 9, 1465 (1976).
[4] L. Peliti, J. Phys. (Paris) 46, 1469 (1985).
The study of branching random walks allows to describe many phenomena such as the propagation of epidemics, genetic transmission within populations, or neutron transport in fissile media, just to name a few. In this last field, for example, recent works have shown that spatial structures (clustering phenomenon) can emerge within the neutron population present in a nuclear reactor [1], which can be characterized using the spatial correlation function (or two-point function).

In this internship, we propose to explore the similarities between quantum mechanics (complex time diffusion equation) and neutronics (real time critical diffusion equation). Indeed, some numerical codes allowing to compute the ground state of quantum systems (Diffusion Monte Carlo [2]) are very close to neutronics codes allowing to compute the distribution of a neutron gas in a reactor (Monte Carlo Criticality Codes). We will formalize this proximity by studying a change of variable linking the two equations, and we will take advantage of this to generalize the method to the calculation of excited states of quantum systems. This formal work will be supported numerically by ad hoc computer developments in a simplified Monte-Carlo code. In particular, they will allow to perform a spectral analysis of some simple configurations (calculation of the quantum states of the H+ ion or of dihydrogen) which will confirm the validity of this approach. Prospects will be opened for its extension to non-stationary states (Monte Carlo Quantum Dynamics) or for the study of the link between quantum field theory and statistical field theory for reaction-diffusion processes [3,4].

The candidate must be in the last year of engineering school or in a research master (theoretical physics, fundamental physics or neutron transport theory). He/she must have basic knowledge in mathematical modeling and statistical physics (e.g. probabilities, stochastic calculus, random walks, phase transitions) and be able to develop software in C++ or Python.

This work will be based at the CEA Saclay center (Orme des Merisiers).

[1] E. Dumonteil et al. Nature Commun Phys 4, 151 (2021).
[2] https://arxiv.org/abs/physics/9702023
[3] M. Doi, J. Phys. A: Math. Gen. 9, 1465 (1976).
[4] L. Peliti, J. Phys. 46, 1469 (1985).
Mots clés/Keywords
Neutronique, physique statistique, marches aléatoires, processus branchants
Neutron transport theory, statistical physics, random walks, branching processes
Compétences/Skills
Equation de la diffusion critique Analyse spectrale Simulation Monte Carlo de marches aléatoires branchantes Monte Carlo diffusif
Critical diffusion equation Spectral analysis Monte Carlo simulation of branching random walks Diffusion Monte Carlo
Logiciels
C++ Python Notebook Jupyter
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Réduction de variance multi-particules multi-détecteurs dans le code Monte-Carlo Geant4
Multiparticles and multidetectors variance reduction within the Geant4 Monte Carlo code

Spécialité

Physique nucléaire

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

06/04/2023

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

THULLIEZ Loïc
+33 1 69 08 74 53

Résumé/Summary
L'objectif de ce stage est d'étendre la méthode de réduction de variance appelée AMS (de type une particule que l'on pousse vers un détecteur) au cas de l'étude d'événements rares corrélés, i.e. au cas multi-particules/multi-détecteurs. Ces développements seront réalisés dans le code Monte Carlo Geant4 développé par le CERN et seront utilisés par plusieurs communautés scientifiques comme la physique médicale, spatiale, nucléaire et des particules.
The objective of this internship is to extend the variance reduction method called AMS (such as a particle that is pushed towards a detector) to the case of the study of correlated rare events, i.e. to the multi-particle/multi-detector case. These developments will be carried out in the Monte Carlo Geant4 code developed by CERN and will be used by several scientific communities such as medical, space, nuclear and particle physics.
Sujet détaillé/Full description
Responsables du stage :
Loic Thulliez, loic.thulliez@cea.fr, 01 69 08 56 02
Eric Dumonteil, eric.dumonteil@cea.fr, 01 69 08 56 02

La simulation Monte Carlo du transport des particules est devenue aujourd’hui centrale dans de nombreux domaines tels que la physique fondamentale, la physique médicale ou les applications spatiales pour n'en citer que quelques-uns. Afin de pallier les temps de calculs inhérents à cette méthode, des techniques dites "de réduction de variance" sont développées, dont l'objectif est de "pousser" les particules vers le(s) détecteur(s) sans induire de biais sur les résultats du calcul. Récemment, une méthode de réduction de variance dite Adaptative Multilevel Splitting (AMS) [1,2], s'intéressant aux événements rares, a été conçue et implémentée dans différents codes de calculs, tels que le code Monte Carlo TRIPOLI4 développé au CEA ou le code Monte Carlo Geant4 développé au CERN par une collaboration internationale. Cette méthode offre des perspectives très intéressantes car elle permet de préserver les corrélations entre les particules contribuant à la mesure, ce que ne permettent pas les méthodes standards de réduction de variance comme par exemple l'Importance Sampling.
Ce sujet de stage propose d'évaluer l'intérêt de cette approche dans le contexte de la physique fondamentale, où les simulations cherchent à détecter des événements rares, comme par exemple dans les expériences visant à mettre en évidence la matière noire ou la désintégration double béta sans émissions de neutrinos. En effet, ces expériences mettent régulièrement en œuvre des méthodes de détection en coïncidence permettant d’augmenter le rapport signal sur bruit (à titre illustratif on peut imaginer la détection d'un neutron dans un détecteur A et d'un photon dans un détecteur B). Elles représentent un challenge en termes de calcul numérique car leur simulation nécessite l'échantillonnage d'un nombre souvent rédhibitoire d'événements (de sorte à ce qu'une fraction très faible d'entre eux contribuent à la mesure).
Le sujet de ce stage consiste donc à utiliser l'AMS implémenté dans le code Geant4 et à en optimiser les paramètres dans des configurations dites "multi-particules/multi-détecteurs", afin de pouvoir simuler des événements rares corrélés. Le/la stagiaire devra pour ce faire finaliser les développements déjà entrepris puis à en vérifier l'efficacité sur différents cas physiques simples représentatifs. Des benchmarks expérimentaux pourront également être envisagés à l'aide de dispositif de détection simples dont dispose le laboratoire. Ce travail pourra éventuellement donner lieu à une poursuite en thèse de doctorat. Il sera basé sur le centre de Saclay du CEA (Orme des Merisiers).
Tutors :
Loic Thulliez, loic.thulliez@cea.fr,  01 69 08 56 02
Eric Dumonteil, eric.dumonteil@cea.fr, 01 69 08 56 02

The Monte Carlo simulation of particle transport has become central in many fields such as fundamental physics, medical physics or space applications just to name a few. In order to overcome the computation time inherent to this method, so-called "variance reduction" techniques are developed, whose objective is to "push" the particles towards the detector(s) without inducing bias on the computation results. Recently, a variance reduction method called Adaptive Multilevel Splitting (AMS) [1,2], which focuses on rare events, has been designed and implemented in different calculation codes, such as the Monte Carlo code TRIPOLI4 developed at CEA or the Monte Carlo code Geant4 developed at CERN by an international collaboration. This method offers very interesting perspectives because it allows to preserve the correlations between the particles contributing to the measurement, which is not possible with standard variance reduction technics such as Importance Sampling.
This internship topic proposes to evaluate the interest of this approach in the context of fundamental physics, where simulations seek to detect rare events, as for example in experiments aiming to reveal dark matter or double beta decay without neutrino emission. Indeed, these experiments regularly use coincidence detection methods to increase the signal-to-noise ratio (as an example, one can imagine the detection of a neutron in detector A and a photon in detector B). They represent a challenge in terms of numerical calculation because their simulation requires the sampling of an often-prohibitive number of events (so that a very small fraction of them contribute to the measurement).
The subject of this internship is therefore to use the AMS implemented in the Geant4 code and to optimize its parameters in so-called "multi-particle/multi-detector" configurations, in order to be able to simulate rare correlated events. The trainee will have to finalize the developments already undertaken and to verify their efficiency on different simple representative physical cases. Experimental benchmarks could also be considered using simple detection devices available in the laboratory. This work could eventually lead to a PhD thesis. It will be based at the CEA Saclay center (Orme des Merisiers).
Mots clés/Keywords
Transport de particles, méthode de réduction de variance, AMS
Particle transport, variance reduction technics, AMS
Compétences/Skills
• Stage de fin d’étude pour un(e) étudiant(e) de M2/école d’ingénieur d’une durée de 5 à 6 mois • Connaissances en physique nucléaire, des particules, mécanique quantique, neutronique
• Physics master student (eg fundamental physics, particle physics, nuclear physics, neutronics) • Knowledge in nuclear and particle physics, quantum mechanics, neutronics
Logiciels
C++, Python, ROOT (est un plus), Geant4 (est un plus)
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Simulation d’un dispositif pour la mesure des spectres beta de fission dans le contexte des antineutrinos de réacteurs
Simulation of a detection setup for the measurement of fission beta spectra in the context of reactor antineutrinos

Spécialité

Physique nucléaire

Niveau d'étude

Bac+4/5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

31/03/2023

Durée

3 ans

Poursuite possible en thèse

non

Contact

Materna Thomas
+33 1 69 08 40 91

Résumé/Summary
Le stage consistera à optimiser, à l’aide de simulations sous GEANT-4, la géométrie d’un nouveau système de détection des électrons émis lors de la désintégration des fragments de fission.
The internship will consist in optimizing, with the help of GEANT-4 simulations, the geometry of a new detection system for electrons emitted during the decay of fission fragments.
Sujet détaillé/Full description
L'anomalie des antineutrinos de réacteur, à savoir un déficit significatif, de 5.5 +/- 1.2 % dans le nombre d’antineutrinos détectés à courte distance des réacteurs reste une énigme. Les résultats de plusieurs expériences de grande envergure, dont celle menée par notre laboratoire avec le détecteur STEREO auprès du réacteur à haut flux de Grenoble, confirment l’anomalie mais rejette l’hypothèse proposée initialement, celle d’une oscillation des antineutrinos vers un état stérile. L’hypothèse actuellement retenue est l’existence de biais dans la prédiction obtenue à partir des spectres beta de référence, mesurés dans les années 80 avec le spectromètre magnétique BILL auprès du réacteur de Grenoble. La prédiction de spectres des antineutrinos directement à partir des données nucléaires actuelles, et donc sans utiliser les mesures BILL, est également possible mais les incertitudes sont dominées par des erreurs et/ou des lacunes dans les données de décroissance beta (effet Pandémonium).

Le stage consistera à simuler un nouveau dispositif permettant de mesurer les spectres beta des fragments de fission et d’améliorer à terme la prédiction du spectre des antineutrinos. Ce dispositif devrait être installé dans un premier temps sur le spectromètre de fragments de fission Lohengrin de l’ILL puis dans un deuxième temps sur le spectromètre FIPPS de l’ILL. Le travail de stage sera d’implémenter la géométrie des détecteurs avec la librairie GEANT-4 et d’optimiser leurs dimensions.

De bonnes connaissances en physique nucléaire et un attrait marqué pour l’expérimentation sont indispensables. La simulation sera implémentée en C++ sur GEANT4. Ce stage dont la durée peut être adaptée de 3 à 6 mois requière de très bonnes compétences en programmation.
The reactor antineutrino anomaly, namely a significant deficit of 5.5 +/- 1.2 % in the number of antineutrinos detected at short distance from the reactors remains an enigma. The results of several large-scale experiments, including the one carried out by our laboratory with the STEREO detector at the high flux reactor of Grenoble, confirm the anomaly but reject the hypothesis initially proposed, an oscillation of antineutrinos towards a sterile state. The current hypothesis is the existence of biases in the prediction obtained from reference beta spectra, measured in the 1980s with the BILL magnetic spectrometer at the Grenoble reactor. The prediction of antineutrino spectra directly from actual nuclear data, and thus without using the BILL measurements, is also possible but the uncertainties are dominated by errors and/or gaps in the beta decay data (Pandemonium effect).

The internship will consist in simulating a new device allowing to measure the beta spectra of fission fragments and to improve the prediction of the antineutrino spectrum. This device will be installed first on the Lohengrin fission fragment spectrometer of the ILL and then on the FIPPS spectrometer of the ILL. The internship work will be to implement the geometry of the detectors with the GEANT-4 library and to optimize their dimensions.

A good background in nuclear physics and a pronounced interest in experimental work is essential. The simulation will be implemented in C++ on GEANT4. This internship, whose duration may be adapted from 3 to 6 months, requires very good programming skills.
Mots clés/Keywords
simulation numérique
Compétences/Skills
- Programmation en C++ avec l'environnement, les librairies ROOT (CERN). - Simulation avec GEANT 4
- C++ using ROOT (CERN) libraries. - Simulation with GEANT4.
Logiciels
C++, ROOT, GEANT4
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Simulation numérique d'un dispositif de mesure des réactions de capture et de fission à n_TOF (CERN)
Numerical simulation of an experimental setup for measuring capture and fission reactions at n_TOF (CERN)

Spécialité

Physique nucléaire

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

01/02/2023

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

DUPONT Emmeric
+33 1 69 08 75 53

Résumé/Summary
L'objet du stage est de réaliser les simulations numériques nécessaires à la mesure des rendements de capture et de fission du plutonium-241 auprès de l’installation n_TOF du CERN
The goal of the internship is to perform the numerical simulations necessary for the measurement of the capture and fission yields of plutonium-241 at the n_TOF facility at CERN
Sujet détaillé/Full description
Le plutonium (Pu) est produit dans les réacteurs à eau actuels qui utilisent de l'uranium (U) pour combustible. Le Pu-239 est produit par capture neutronique sur U-238 puis double décroissance β (U-238(n,γ)U-239 --> Np-239 --> Pu-239). Les Pu-240 et Pu-241 sont produits par captures successives sur le Pu-239. En fin de cycle, lorsque le combustible est usé, les isotopes fissiles du plutonium (Pu-239, Pu-241) contribuent significativement à la production d'énergie. Dans le cas d'un réacteur utilisant du plutonium pour combustible la contribution du Pu-241 est importante dès le début de cycle. Le Pu-241 est mal connu en raison des difficultés inhérentes à son étude, d'une part du fait de sa courte demi-vie (~14 ans) et d'autre part de sa décroissance en Am-241 dont la section de capture très élevée perturbe la mesure. L'Agence pour l'Énergie Nucléaire recommande donc d'améliorer la précision des sections de capture et de fission du Pu-241.
La section de capture du Pu-241 est environ 4 fois plus faible que celle de fission dans le domaine en énergie d'intérêt. Afin de réaliser une mesure précise de la capture il faut donc développer un dispositif permettant de détecter les gammas et d'identifier ceux provenant de la fission. Dans l'expérience proposée auprès de la source de neutrons n_TOF du CERN, les gammas issus des réactions (n,γ) et (n,f) sont détectés par un calorimètre 4pi (TAC – Total Absorption Calorimeter) tandis que les événements de fission sont identifiés par une chambre à fission (CaF) contenant les échantillons de Pu-241 placée au centre du TAC. Cette mesure permettra d’améliorer la précision de la section efficace de capture tout en apportant des informations complémentaires sur la réaction de fission (gammas prompts et section efficace).
Afin de concevoir les éléments du dispositif expérimental (CaF et échantillons notamment) et de démontrer la faisabilité de la mesure il est nécessaire de réaliser des simulations numériques. Au cours du stage le/la candidat/e contribuera à la préparation de l'expérience au sein de l'équipe d'accueil. Il/Elle réalisera les simulations numériques du dispositif expérimental (TAC + Chambre à Fission + échantillons) au moyen du code Geant4 et proposera des spécifications préliminaires pour le design de la Chambre à fission et des échantillons de Pu-241.
Le stage a vocation à être suivi d’une thèse de doctorat sur le même sujet, sous réserve d’acceptation du dossier (sujet, candidat, financement...).
Plutonium (Pu) is produced in current power reactors that use uranium (U) for fuel. Pu-239 is produced by neutron capture on U-238 and then double ? decay (U-238(n,?)U-239 --> Np-239 --> Pu-239). Pu-240 and Pu-241 are produced by successive captures on Pu-239. At the end of a cycle, when the fuel is spent, the fissile isotopes of plutonium (Pu-239, Pu-241) contribute significantly to energy production. In the case of a reactor using plutonium as fuel, the contribution of Pu-241 is important from the beginning of the cycle. Pu-241 is not well known because of the difficulties inherent to its study, on the one hand because of its short half-life (~14 years) and on the other hand because of its decay into Am-241 whose very high capture cross-section disturbs the measurement. The Nuclear Energy Agency therefore recommends to improve the accuracy of the capture and fission cross sections of Pu-241.
The capture cross section of Pu-241 is about 4 times smaller than the fission cross section in the energy range of interest. In order to realize an accurate measurement of the capture it is thus necessary to develop a device for the detection of gammas and the identification of those coming from the fission. In the proposed experiment at the CERN n_TOF neutron source, gammas from the (n,?) and (n,f) reactions are detected by a 4pi calorimeter (TAC) while fission events are identified by a fission chamber (CaF) containing Pu-241 samples placed in the center of the TAC. This measurement will improve the accuracy of the capture cross section while providing additional information on the fission reaction (prompt gammas and cross section).
In order to design the elements of the detectors (CaF and samples in particular) and to demonstrate the feasibility of the measurement, it is necessary to carry out numerical simulations. During the internship, the candidate will contribute to the preparation of the experiment within the host team. The candidate will carry out numerical simulations of the experimental set-up (TAC + Fission Chamber + samples) using the Geant4 code and will propose preliminary specifications for the design of the Fission Chamber and the Pu-241 samples.
The internship is intended to be followed by a PhD thesis on the same subject, pending approval of the subject, candidate, funding, etc…
Mots clés/Keywords
Physique nucléaire, Neutronique, Réaction nucléaire, Structure nucléaire, Données nucléaires
Nuclear physics, Neutronics, Nuclear reaction, Nuclear structure, Nuclear data
Compétences/Skills
Codes de transport des particules (Geant4) et d'évolution; Programmation en ROOT et C/C++; Techniques de mesures
Geant4 simulation code; Programmation with ROOT and C/C++ languages; Experimental techniques
Logiciels
Geant4, ROOT, C/C++

 

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