Résultats de FEAT (Phys. Lett. B348 (1995) 697)Résultats de FEAT (Phys. Lett. B348 (1995) 697)

L’expérience TARC (Phys. Lett. B 458, 167 (1999))L’expérience TARC (Phys. Lett. B 458, 167 (1999))

TARC = 2ième étape du programme de TARC = 2ième étape du programme de validation validation expérimentale expérimentale des propriétés de base de l’EAdes propriétés de base de l’EA

Buts principaux:Buts principaux:

Vérification du concept de la Vérification du concept de la Traversée Adiabatique des Traversée Adiabatique des résonances ou ARC “Adiabatic résonances ou ARC “Adiabatic Resonance Crossing” pour Resonance Crossing” pour transmuter avec une grande transmuter avec une grande efficacité les déchets nucléaires efficacité les déchets nucléaires comme les fragments de fission à comme les fragments de fission à durée de vie longue (99Tc, 129I, durée de vie longue (99Tc, 129I, etc.)etc.)

Propriétés et évolution des neutrons Propriétés et évolution des neutrons de spallation dans le Plombde spallation dans le Plomb

Simulation innovante pour EA Simulation innovante pour EA utilisant la technique Monte Carloutilisant la technique Monte Carlo

•Processus de spallation par code Processus de spallation par code FLUKA FLUKA • Utilisation en détail et mise à jour Utilisation en détail et mise à jour des bases de données nucléaires des bases de données nucléaires pour le transport des neutrons et pour le transport des neutrons et l’évolution des éléments (En de 20 l’évolution des éléments (En de 20 MeV au thermique)MeV au thermique)•Desc ription des géometries Desc ription des géometries complexes et composition des complexes et composition des matériauxmatériaux•Utilisation d’une technique spéciale Utilisation d’une technique spéciale (cinématique(cinématique, , etc.) rapide pour etc.) rapide pour avoir une bonne statistique avoir une bonne statistique (20µs/neutron)(20µs/neutron)• Validation de ce complexe MC Validation de ce complexe MC = autre but principal de TARC= autre but principal de TARC

TARC pour l’incinération du TARC pour l’incinération du 9999TcTc

Vue de l’expérience TARCVue de l’expérience TARC

Résultats de TARC pour la transmutation Résultats de TARC pour la transmutation du du 9999Tc, Tc, 127127I et I et 129129II

MesureMesure Mesure / MCMesure / MC

“DESIGN” de l’option innovante des Systèmes Hybrides Electronucléaires [SHE]

ou Accelerator Driven System [ADS]

“DESIGN” de l’option innovante des Systèmes Hybrides Electronucléaires [SHE]

ou Accelerator Driven System [ADS]

INCINERATION des dechets nucléaires

Productiond’ENERGIE

ApplicationsMEDICALES

PHYSIQUENUCLEAIRE

Connaissance complète et précise des sections efficaces des processus

induits par des neutrons !

ASTROPHYSIQUE

ApplicationsINDUSTRIELL

ES

R&D de ADS ==> simulation intensiveR&D de ADS ==> simulation intensive

Disponibilité des sections efficaces fiablesDisponibilité des sections efficaces fiables

• Mélange entre mesures expérimentales avec différents procédures d’ajustement et à différents domaines d’énergie

• Préjudice Théorique provenant de différents modèles

Thorium et UraniumThorium et Uraniumrelativement bien connues !Mais Actinides (Am, Cm,...) Grandes différences

Fragments de fissionFragments de fission des lacunes90Sr,137Cs (DVM)99Tc,129I, 135Cs (DVL)

TARC = méthode prometteuse pour la transmutation TARC = méthode prometteuse pour la transmutation des informations précises sur les résonances et les largeurs

TARC = méthode prometteuse pour la transmutation TARC = méthode prometteuse pour la transmutation des informations précises sur les résonances et les largeurs

Données existantes pour Données existantes pour 129129I et I et 135135CSCS

(n,

(n,nf)

243Am

Sections efficaces mesurées pour l’ 243Am Section efficace de capture évaluée pour l’242Am

ButsButs: Mesure de sections efficaces: Mesure de sections efficaces (Capture, fission,(n,xn)) (Capture, fission,(n,xn))

_ Données de bonnes qualitésDonnées de bonnes qualités_ Haute statistique pour un temps raisonable de prise de donnéesHaute statistique pour un temps raisonable de prise de données_ Observation des résonances individuellesObservation des résonances individuelles_ Possibilité d’extraire les parametres physiques dans de bonnes Possibilité d’extraire les parametres physiques dans de bonnes

conditions conditions _ Comprehension des processus physiques mis en jeuxComprehension des processus physiques mis en jeux_ Modèles théoriques appropriésModèles théoriques appropriés

Bases de données Bases de données nucléaires fiablesnucléaires fiables

Sources de neutronsSources de neutrons

Neutrons monoénérgétiquesNeutrons monoénérgétiques::Van der Graff, Tandem, Cyclotron, ...Van der Graff, Tandem, Cyclotron, ...Limitations: Limitations: domaine d’énergie et résolution domaine d’énergie et résolution mais très utiles pour normalisation des fluxmais très utiles pour normalisation des flux

Non monoénérgétiques: TOFNon monoénérgétiques: TOFLINACLINACSpallationSpallationAvantages Avantages = Possibilité d’avoir:= Possibilité d’avoir:

- Grande gamme d’énergie, - Grande gamme d’énergie, - Haut flux - Haut flux - Haute résolution (longueur du tunnel)- Haute résolution (longueur du tunnel)

Le CERN-PS offre :

– remarquable densité de faisceau avec 7x1012 ppp (possible à 3x1013),

– énergie de 24 GeV (800 n /p),

– étroite largeur standard de 13.5 ns des pulses, possible à < 6.5 ns*,

– Existence du tunnel TT2A des ISR, avec une longueur de 230 m, bien blindé et spacieux pour l’installation des stations de mesure.

– La Cible de Spallation sera placée à l’entrée de TT2A après déviation du faisceau de proton avant l’actuel Beam Dump à la bifurcation avec TT10 (SPS)

Le temps de répétition du PS est de 14.3 s [max. 2.4 (1.2) s à 24 (19) GeV] !

Ceci veut dire une puissance de réjection de 5x105 comparée au LINAC, ayant 800 b/s et 1000 fois moins d’intensité.

Opportunités offertes par le CERN

Un spectromètre à Temps de Vol (TOF) de neutron demande une Facilité de Neutron de Spallation avec:– haute intensité,– haute énergie,– étroite largeur des pulses– grande distance de vol, dépourvue

de radiation. En plus, une Machine à Basse

Répétition donne les avantages suivantes : – Les neutrons ayant tTOF > 1 ms sont

assocés à des mauvaises pulses => distribution en énergie non correcte. Bruit de fond à Haute énergie provenant des neutrons de basse énergie du pulse précédent..

– Une machine à Haute répétition prend d’avantage de fenetres de données équivalentes aux bruits de fond accidentels spécifiques pour les échantillons radioactives.

Emplacement de la cible de productionEmplacement de la cible de production