Département de Physique Nucléaire

FALSTAFF a pour but de fournir des données précises sur les caractéristiques (distributions de masse, énergie cinétique) des fragments de fission et la multiplicité des neutrons pour la fission des actinides induite par des neutron de 500 keV à 20 MeV. Ces données sont particulièrement intéressantes pour le développement de la technologie des réacteurs rapides. Un grand nombre de résultats existe pour la fission induite par des neutrons thermiques mais certains n’ont pas la précision nécessaire ou sont partiels. Dans le domaine des neutrons rapides, peu de données sont disponibles.

La dépendance en énergie de la masse et de l’énergie cinétique des fragments aussi bien que de la multiplicité des neutrons sont des observables importantes pour l’étude du processus de fission. De nouvelles données permettront d’améliorer les prédictions, en particulier pour les noyaux difficiles à étudier expérimentalement. Le partage de l’énergie d’excitation, les effets pairs-impairs, l’énergie de déformation ainsi que les modes de fission sont quelques-uns des aspects que FALSTAFF permettra d’étudier.

Les distributions de masse seront obtenues à l’aide des mesures de temps de vol et d’énergie résiduelle. FALSTAFF mesurera la vitesse et l’énergie des deux fragments complémentaires en coïncidence. La résolution temporelle nécessaire sera obtenue avec des détecteurs MWPC-SEDs permettant d’atteindre une résolution de l’ordre de 120 ps. Des chambres à ionisation avec champ axial seront placées derrière les détecteurs stop afin de mesurer l’énergie résiduelle des fragments. La mesure de la vitesse et de l’énergie servira à déterminer la masse des fragments avant et après l’évaporation des neutrons. La multiplicité de ces neutrons sera donc déduite des masses pré et post évaporation. L’énergie d’excitation sera déterminée à partir de la mesure de l’énergie résiduelle.

L’expérience (IPN Orsay, Sept. 2017) dédiée à l’étalonnage de la chambre à ionisation est en cours d’analyse. Les tests du premier bras de FALSTAFF sont en cours à Saclay. En 2018 FALSTAFF sera installé auprès du réacteur Orphée afin de valider l’ensemble expérimental sous faisceau en étudiant la fission de l’²³⁵U. La construction du second bras est envisagée pour 2019.