Etude de faisabilité par simulation d’expériences de production de noyaux radioactifs auprès du futur irradiateur pour la fusion IFMIF-DONES

Sujet détaillé

IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility DEMO Oriented Neutron Source) [1] sera la plus intense source de neutrons au monde. Elle est en cours de construction en Espagne et servira à étudier les effets des neutrons dans les matériaux de structure qui seront utilisés dans les futurs réacteurs de fusion. Les neutrons seront produits par un faisceau de deutons de 50 MeV frappant une cible de lithium liquide. Si la principale utilisation de l’installation sera pour l’étude des matériaux de fusion, une étude préliminaire menée par notre équipe [2], a montré que IFMIF-DONES présentait de nombreux intérêts pour nombre d’applications comme l’imagerie neutronique, la production de radioéléments, les études fondamentales, ….
Dans ce travail de stage, nous proposons d’étudier la possibilité d’implanter des expériences de physique nucléaire dans une salle d’expérience située à l’arrière de la zone d’irradiation et dans laquelle un faisceau collimaté de neutrons pourrait être disponible. Les expériences prévues sont de deux types : la spectroscopie gamma de noyaux riches en neutrons produits par fission d’une cible d’actinide ; la mesure de réactions nucléaires d’intérêt pour la nucléosynthèse stellaire. Pour ces deux expériences, il s’agira d’évaluer les taux de production pour comparer à d’autres installations et d’estimer les bruits de fond induits par les neutrons et les rayonnements gamma afin d’en définir la faisabilité.
Le logiciel Geant4, écrit en C++ et développé par le CERN pour traiter de l’interaction rayonnement matière, sera utilisé à ces fins de simulation.
Ce travail viendra compléter un travail déjà réalisé sur l’utilisation des neutrons dans IFMIF-DONES et sera le point de départ pour définir les futures expériences qui prendront place dans l’installation.

Des connaissances en C++ et calculs numériques sont souhaitables.

[1] https://ifmif-dones.es/
[2] J. Hirtz et al., “Neutron availability in the Complementary Experiments Hall of the IFMIF-DONES facility”, Fusion Engineering and Design 179 (2022) 113133, arXiv:2201.08711

Lieu du stage

Saclay

Conditions de stage

• Durée du stage : 4 mois
• Niveau d’étude requis : Bac+4/5
• Formation : Ingenieur/Master
• Poursuite possible en thèse : Non
• Date limite de candidature : 1 février 2025

Méthodes, techniques :
Des connaissances en C++ et calculs numériques sont souhaitables.

Langages informatiques et logiciels :
Geant4

Responsable du stage

LETOURNEAU Alain
Tél. : +33 1 69 08 76 01
Email :

Responsable DPhN / LEARN

LETOURNEAU Alain
Tél. :