Après avoir déployé une technicité de très haut niveau durant la décennie nécessaire à la conception, la construction, l’installation et la mise au point de l’installation NFS(1) de SPIRAL2(2) au GANIL(3), les scientifiques de l’IPHC ont pu mener à l’automne 2024 avec leurs collègues belges, hollandais et roumains, leur première expérience de mesure de section efficace de l’Uranium-238 sur cette nouvelle installation : l’expérience E859_22.
Le but de l’expérience E859_22 est de mesurer les sections efficaces 238U(n, 2ng) et 238U(n, 3ng) par spectroscopie gamma prompte et la section efficace totale 238U(n, 2n) par activation. Ces mesures viendront enrichir les nouvelles bases de données de mesures de haute qualité des sections efficaces de fission et de réaction, nécessaires pour les applications comme le développement des réacteurs de nouvelle génération capables de transmuter des déchets à vie longue, ainsi que celui des systèmes pilotés par accélérateur. L’installation NFS a été développée dans ce but, car la qualité des données de mesure des sections efficaces est un paramètre clé pour la sûreté et l’efficacité de ces nouveaux réacteurs.
L’installation de E859_22 a été réalisée sur deux semaines en septembre 2024. La première semaine a été consacrée à l’installation du support des détecteurs MAELS, des détecteurs sur le support et de toutes les connections électroniques et d’azote liquide. La deuxième semaine a permis de finaliser l’installation de l’électronique et de réaliser les réglages du système d’acquisition avec une source d’Europium. L’expérience s’est déroulée du 11 au 26 octobre 2024. Les résultats scientifiques seront publiés courant 2025.
⤵️ En savoir plus : descriptif de l’expérience E859_22
Experience E859_22 238U(n, 2-3ng), campagne automne 2024
Collaboration: CNRS/IPHC Strasbourg, JRC-Geel, IFIN-HH Bucarest, ESRIG Groningen.
Projet soutenu par le projet Européen APRENDE.
- @NFS 30 UT, d + Be, intensité moyenne ~20 mA
- Distance de vol ~30 m
- Détecteurs :
- 12 détecteurs Germanium, 6 planar (IPHC) et 6 gros volume (4 JRC-Geel, 2 IFIN-HH)
- 1 Chambre à fission IPHC, (3 dépôts 238U)
- Support de détecteurs MAELS conçu et construit à l’IPHC (financement TGIR)
- Cibles fournies par JRC-Geel: 1 cible natU utilisée pendant le temps faisceau FALSTAFF, 2 cibles d’Uranium appauvri (14 g chacune) pour les 2 périodes d’expérience.
- Système d’acquisition : FASTER (IPHC)
- Système de remplissage automatique d’azote liquide : GANIL
- Gaz Chambre à fission P10 : GANIL
- Connexion à distance : mise en place d’une connexion à distance pour que l’on puisse piloter l’acquisition de Strasbourg notamment pendant les périodes d’acquisition sans faisceau (mesure de décroissance de l’237U) et pendant les temps faisceau « FALSTAFF »
L’IPHC est intervenu entre 2014 et 2021 dans la construction de NFS via diverses contributions. Une des plus significatives est le design, la construction et l’installation de la ligne de faisceau de neutrons et du second collimateur, ainsi que de son blindage (équipe DNR pour les simulations MCNP et service mécanique pour la conception et la construction). Service mécanique : Gérard Gaudiot, Max Solazzo, Jean-Noël Grapton, Hubert Kocher, Christophe Ruescas, Cédric Schwab et Marc Krauth. Après deux tests sous faisceau avec des détecteurs au Germanium en 2021 et 2022 pour montrer la faisabilité d’utiliser la méthode de la spectroscopie gamma prompte à NFS pour l’études des réactions (n, xng), le projet d’expérience a été soumis au PAC du GANIL fin 2022.
(1) NFS : Neutrons For Science. L’installation NFS a accueilli son premier faisceau en décembre 2019, avant une mise en service progressive jusqu’en 2021. Elle est exploitée pour des expériences de physique nucléaire et des recherches appliquées, sous un flux de neutrons extrêmement intense, unique au monde.
(2) SPIRAL2 : Système de Production d’Ions Radioactifs en Ligne de 2nd génération.
(3) GANIL : Grand Accélérateur National d’Ions Lourds. Le GANIL est un des grands laboratoires internationaux au service d’une communauté scientifique internationale pour la recherche avec des faisceaux d’ions : physique du noyau, de l’atome, de la matière condensée, astrophysique, radiobiologie…