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Développement de méthodes de réduction de variance pour la neutronique et l'étude de l'interaction rayonnements ionisants/vivant: application aux réacteurs nucléaires d'oklo.

SL-DRF-23-0487

Domaine de recherche : Neutronique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire etudes et applications des reactions nucleaires (LEARN) (LEARN)

Saclay

Contact :

Loïc THULLIEZ

Eric DUMONTEIL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-01-2023

Contact :

Loïc THULLIEZ
CEA - DRF/IRFU/DPhN/LEARN

0169087453

Directeur de thèse :

Eric DUMONTEIL
CEA - DRF/IRFU/DPhN

01 69 08 56 02

En 1975, le CEA a mis en évidence des anomalies isotopiques dans du minerai uranifère sur le site d'Oklo au Gabon. Rapidement, ces anomalies ont été attribuées à la présence de réacteurs nucléaires naturels ayant fonctionné il y a environ 2 milliards d'années.

Indépendamment, et plus récemment, une équipe de chercheurs menée par A. El Albani a découvert dans la vicinité du site d'Oklo des fossiles d'organismes vivants datés également d'environ 2 milliards d'années. La taille, la structure, et la démonstration de la motilité des organismes associés semble désigner une organisation cellulaire de type eucaryote.

Ce travail doctoral propose d’étudier le lien entre les deux événements, en postulant que le milieu uranifère préexistant aux réacteurs, ou les réacteurs eux-mêmes, auraient pu contribuer à l'apparition de ces organismes ou de leur filiation ascendante par un mécanisme de stimulation des mutations génétiques induit par les rayonnements ionisants de ce milieu (ambiance dosimétrique).

Mesure des rendements de capture et de fission du plutonium-241 auprès de l'installation n_TOF du CERN

SL-DRF-23-0054

Domaine de recherche : Physique nucléaire
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique Nucléaire (DPhN)

Laboratoire etudes et applications des reactions nucleaires (LEARN) (LEARN)

Saclay

Contact :

Emmeric DUPONT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2023

Contact :

Emmeric DUPONT
CEA - DRF/IRFU

01 69 08 75 53

Directeur de thèse :

Emmeric DUPONT
CEA - DRF/IRFU

01 69 08 75 53

Labo : https://irfu.cea.fr/dphn

Le plutonium est produit dans les réacteurs qui utilisent de l'uranium pour combustible. Le plutonium-239 est produit par capture neutronique sur l'uranium-238 puis double décroissance ß (U-238(n,γ)U-239 --> Np-239 --> Pu-239). Les plutonium-240 et plutonium-241 sont produits par captures successives sur le plutonium-239. En fin de cycle, lorsque le combustible est usé, les isotopes fissiles du plutonium (Pu-239 et Pu-241) contribuent significativement à la production d'énergie. Dans le cas d'un réacteur innovant 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 qui nous intéresse. Afin de réaliser une mesure précise de sa 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 significativement la précision de la section efficace de capture du Pu-241 tout en apportant des informations complémentaires sur la réaction de fission (gammas prompts et section efficace).

Le doctorant contribuera à la préparation et à la réalisation de l'expérience, ainsi qu'à l'analyse des résultats : simulations du dispositif (TAC + CaF + échantillons Pu), spécification des caractéristiques des échantillons, développement et tests de la chambre à fission, mise en place et mise au point du dispositif à n_TOF, prise de données, réduction des données et analyse des données de fission (gammas prompts et section efficace).

• Neutronique

• Physique nucléaire

 

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