Importance du syst`eme 17 O ∗ comme source de neutrons au

neutrons au sein du processus s dans le domaine

d’Astrophysique

Le processus s (de l’anglais, slow) est un des processus par lequels sont form´es les ´el´ements lourds (au dessus de la masse du Fe) dans les ´etoiles par une succession de captures neutroniques et de d´esint´egration β−_{. Il tire son nom du fait qu’il est lent}

par comparaison au processus rapide r (de l’anglais, rapid). La r´eaction13_{C(α, n)}16_O

constitue la principale source de neutrons au cˆot´e de la r´eaction 22_{Ne(α, n)}25_Mg.

Dans la r´egion des ´etoiles de masses faibles et interm´ediaires (AGB, Asymptotic

responsable de la synth`ese des ´el´ements dont les masses sont principalement dans l’intervalle de 90 < A < 140. Dans la r´egion des ´etoiles plus lourdes (M > 10M}),

le processus s produit des ´el´ements de masses beaucoup plus faibles, de l’intervalle de 70 < A < 90. Le 13C est obtenu suite `a la capture du proton par le 12C suivant

les r´eactions 12_{C(p, γ)}13_N(β+₎13_{C. La litt´erature ´etant tr`es abondante `a ce sujet,}

nous invitons le lecteur `a consulter par exemple les r´ef´erences [53, 54, 55] pour plus de d´etails.

II.4

Conclusion sur le chapitre

Dans ce chapitre, nous avons pr´esent´e une approche innovante dans la mod´elisation/analyse de sections efficaces des r´eactions nucl´eaires. Cette approche se d´emarque des m´ethodes classiques par le fait que la mod´elisation est effectu´ee dans un r´ef´erentiel unifi´e. L’approche s’appuie sur le r´ef´erentiel du centre de masse du syst`eme compos´e excit´e et non sur le r´ef´erentiel du laboratoire du projectile (resp. ejectile) comme dans les m´ethodes classiques. La r´ef´erence, prise habituellement `a l’´energie d’´emission du projectile (resp. ´ejectile) dans les m´ethodes classiques, devient dans la nouvelle approche l’´energie de l’´etat fondamental du syst`eme compos´e excit´e. Les param`etres des r´esonances habituellement exprim´es dans le syst`eme du laboratoire du projectile (resp. ´ejectile) dans les m´ethodes classiques deviennent dans la nouvelle m´ethode des param`etres de structure nucl´eaire des ´etats du syst`eme compos´e excit´e, exprim´es dans le r´ef´erentiel unifi´e du centre de masse de ce dernier. Les avantages de ce r´ef´erentiel unifi´e ont ´et´e mis en ´evidence. La plus importante repose sur le caract`ere unificateur de la nouvelle m´ethode. Toutes les r´eactions qui partagent un mˆeme syst`eme compos´e sont mod´elis´ees avec des param`etres communs exprim´es dans un mˆeme r´ef´erentiel. Cela permet de les calculer de mani`ere simultan´ee et coh´erente, sans faire recours `a l’inversion de donn´ees dans le cas de la disponibilt´e de r´eactions r´eciproques. Ainsi, la coh´erence entre fichiers provenant de mesures sur des isotopes cibles diff´erents mais qui partagent un mˆeme syst`eme compos´e est assur´ee et la comparaison directe entre fichiers de param`etres de diff´erentes physiques (par ex. Physique des r´eacteurs vs Astrophysique) devient possible. De plus le syst`eme unifi´e est ouvert `a la gestion d’observables nouvelles et compl´ementaires permettant de r´eduire par l’ajout d’informations l’incertitude sur les param`etres ajust´es finaux.

Nous avons ´egalement pr´esent´e le cas choisi pour application, le syst`eme compos´e 17_O∗_{. Dans le domaine de la Physique des r´eacteurs, l’´evaluation des}

sections efficaces des r´eactions nucl´eaires est fortement domin´ee par la spectroscopie neutronique et le syst`eme 17_O∗ _{est ´evalu´e suivant la voie d’entr´ee n +}16_{O. Nous}

avons montr´e l’importance du syst`eme n +16_{O dans l’exploitation des r´eacteurs du}

point de vue criticit´e et sˆuret´e. La structure nucl´eaire de17_O∗ _{pr´esente un domaine}

r´eciproques : les r´eactions 16O(n, α) et 13C(α, n). Le syst`eme 17O∗ _{permet ainsi}

l’´etude de l’hypoth`ese de l’inversion de donn´ees souvent utilis´ee par les ´evaluations classiques en spectroscopie neutronique. Enfin, la r´eaction 13_{C(α, n) constitue une}

source de neutron importante dans le domaine de l’Astrophysique. Sur un plan plus prospectif, la r´eaction 13_{C(α, n) constitue une source intrins`eque de neutron pour}

les combustibles de quatri`eme g´en´eration `a matrice UPuAmC [56] comme nous le

verrons par la suite au cours d’une petite application. Sur ce point de vue, le syst`eme compos´e 17_O∗ _{constitue un bon exemple de la pertinence d’´echange d’informations}

Chapitre III

L’environnement contextuel `a la

th`ese

III.1

Introduction

Les param`etres utilis´es dans le cadre de la th´eorie de la matrice R sont les produits de travaux impliquant des codes d’´evaluation, pour lesquels la physique associ´ee aux mod`eles et les outils d’analyse de donn´ees sont d´eterminants, ainsi que la disponibilit´e des donn´ees exp´erimentales. Les donn´ees sous forme de param`etres, issues des codes d’´evaluation sont ensuite trait´ees par les codes de ”processing” dont le rˆole est de transcrire l’information sous forme de biblioth`eque d’application. Certains codes d’´evaluation peuvent jouer `a la fois les deux rˆoles (par exemple, le code CONRAD [57]). Au cours de cette th`ese, nous avons utilis´e largement les outils disponibles dans notre environnement de travail et les param`etres ´evalu´es particuli`erement pendant le d´eveloppement et la validation du module de calcul de sections efficaces TORA (TOol for Reactions Analysis) que nous avons construit presque d’une page blanche au cours de cette th`ese. Les donn´ees exp´erimentales nous ont ´et´e ´egalement utiles pour la confrontation aux calculs th´eoriques. Toutefois, les donn´ees exp´erimentales du syst`eme compos´e17_O∗ _{(impliqu´e dans les r´eactions}

n +16_{O et α +}13_{C) vont jouer un rˆole primordial dans nos efforts d’ajustement de}

param`etres dans le cadre du r´ef´erentiel unifi´e du CM pr´esent´e au chapitre II et `a travers un couplage entre le module TORA et le code CONRAD. Les raisons du choix du syst`eme compos´e17_O∗ _{ont ´et´e expliqu´ees au chapitre II. Dans ce chapitre,}

nous rappelons, de mani`ere succincte, les outils que nous avons exploit´es au cours de la th`ese.