Résumé

Résumé de la présentation :
Définition de systèmes de détection à noyaux de recul pour l’établissement de références de
champs neutroniques mono énergétiques auprès de l’installation AMANDE.
Amokrane ALLAOUA(1), Olivier Guillaudin(3), Stéphane Higueret(2), Daniel HUSSON(2), Lena LEBRETON(1),
Frédéric Mayet(3), Abdelmjid Nourreddine(2), Mathieu TROCME(2), Daniel SANTOS(3).
(1)
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Métrologie et de Dosimétrie des
Neutrons, Bât. 159 13115 St Paul Lez Durance
(2)
Institut Pluridisciplinaire Hubert-Curien, 23 rue du Loess, BP 28, F-67037 Strasbourg, France
(3)
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie, 53 avenue des Martyrs 38026 Grenoble
Cedex
Le Laboratoire de Métrologie et de Dosimétrie des Neutrons fait partie de la Direction
de la RadioProtection de l’Homme à l’IRSN. Une activité principale du laboratoire est le
développement d’un plateau technique produisant des champs neutroniques, sur une large
gamme en énergie (des thermiques à 20 MeV), sous forme de champs mono-énergétiques ou
de champs étendus (champs réalistes ou sources ISO). La mise à disposition de ces champs
permet l’étalonnage et le développement d’instruments de mesures dédiés aux neutrons.
L’installation AMANDE produit des champs de neutrons mono-énérgétiques entre 2 keV
et 20 MeV avec une qualité métrologique. La reconnaissance de cette installation comme
installation de référence nécessite de déterminer de manière absolue, les caractéristiques en
énergie et en fluence des champs de neutrons produits.
Sur le principe du télescope à proton de recul, un projet de développement d’un
système de détection permettant une mesure directe de l’énergie et de la fluence des
neutrons a débuté en octobre 2006, dans le cadre d’une thèse. La recherche des éléments
constituants le système devra conduire à une amélioration de l’efficacité de détection des
télescopes à protons de reculs généralement utilisés pour ce type de mesure. Ainsi le choix
des différents éléments composants le détecteur s’appuie, autant que possible, sur les
nouvelles techniques de détection et de traitement de l’information utilisées dans le domaine
nucléaire.
Pour couvrir le large domaine en énergie des neutrons produits par l’installation
AMANDE, deux systèmes sont actuellement en cours d’étude. Le télescope à proton de recul
utilisant les capteurs CMOS (TPR-CMOS) est dédié aux plus hautes énergies et est développé
en collaboration avec le laboratoire RAMSES de l’IPHC de Strasbourg. La micro chambre à
projection temporelle à helium 4 (µTPC 4He) sera utilisée pour les plus basses énergies.
L’étude de l’adaptation de ce dispositif à l’installation AMANDE est réalisée en collaboration
avec le LPSC de Grenoble.
Une présentation de principe de ces deux dispositifs sera tout d’abord réalisée. Afin
d’étayer le choix des composants, une modélisation succincte de l’ensemble des deux
systèmes a été réalisée à l’aide du code de transport Monte Carlo MCNPX. Le suivi des
différentes réactions nucléaires dans chacun des systèmes permet d’évaluer et d’optimiser
l’efficacité et les limites de détection des systèmes. Une présentation des résultats obtenus
en simulant le fonctionnement de chacun des systèmes sera faite.
Au cours des campagnes de mesures prévues débuts 2008 avec les premiers prototypes
de μ-TPC et de TPR-CMOS, la comparaison entre les résultats expérimentaux et les
simulations permettra de valider les modèles utilisés et d’estimer les performances attendues
de ces systèmes (efficacité, domaine en énergie, résolution en énergie, etc.).