Soutenance de thèse de Aloys NIZIGAMA

La précision atteinte dans l’évaluation des sections efficaces neutroniques telle qu’elle est pratiquée depuis une quarantaine d’années atteint aujourd’hui ses limites, qui ne pourront être repoussées qu’en reconsidérant l’approche traditionnellement adoptée afin de permettre un saut qualitatif majeur. Ce travail de thèse démontre qu’une telle approche est possible en remplaçant le référentiel restreint constitué classiquement du neutron incident et du noyau cible par celui, plus général, du système composé qui peut être formé par de multiples voies. Un tel changement du paradigme qui implique la modélisation simultanée de toutes les réactions menant à un même système composé, ouvre la perspective de comparaison immédiate entre les paramètres nucléaires intéressant la physique neutronique avec ceux de l’astrophysique ou de l’étude de la structure de la matière. Il permet de rapprocher des activités d’évaluation menées habituellement séparément et bénéficie du partage des bases expérimentales et des bases théoriques de paramètres nucléaires fondamentaux. Au cours de cette thèse, un module dénommé TORA (TOol for Reactions Analysis) associé au code CONRAD du CEA/LEPh a été implémenté pour répondre au défi de ce changement de philosophie dans l’évaluation des sections efficaces neutroniques. Après une validation numérique rigoureuse du module, une démonstration de la méthode est faite autour du système O-17 sur la base de mesures directes (O-16(n,n), O-16(n,γ), O-16(n,α)) et réciproque (C-13(α,n)) traitées simultanément et avec un jeu unique de paramètres. Ce travail de thèse termine par des études connexes dans le nouveau référentiel de travail (COM du système composé excité) et par l’impact de la section efficace C-13(α,n) O-16 , ainsi recalculée, dans un calcul de source de neutrons intrinsèque pour un combustible carbure tel envisagé dans la IVème génération de réacteurs.

The traditional methodology of nuclear data evaluation, which has been in use for the past four decades, is showing its limitations in reducing significantly the uncertainties in neutron cross sections below their current level. This suggests that a new approach should be considered. This PhD work aims at demonstrating that a major qualitative improvement is possible by changing the reference frame historically used for evaluating nuclear data model. The central idea was to move from restrictive frame of the incident neutron and target nucleus to the more general frame of the excited compound system. Such a change, which implies the simultaneous modelling of all the reactions leading to the same compound system, opens up the possibility of direct comparison between nuclear model parameters, whether those are derived for reactor physics applications for reactor physics applications, astrophysics or basic nuclear spectroscopy studies. This have the double advantage of bringing together evaluation activities performed separately, and of pooling experimental databases and basic theoretical nuclear parameter files. During this PhD thesis, a new module, so called TORA (TOol for Reactions Analysis), was implemented within the CONRAD system of the CEA/LEPh, to allow the change of paradigm foreseen for next generation of evaluated neutron cross sections. After rigorous numerical validation of the TORA module, a demonstration of the new procedure has been performed by treating simultaneously the direct (O-16(n,n), O-16(n,γ), O-16(n,α)) and the reciprocal (C-13(α,n)) reactions leading the same O-17 compound system with a unique posterior set of energy-independent resonance parameters according to the various experimental data involved. This work ends by associated studies within this new frame and by evaluating the intrinsic neutron source as generated by the C-13(α,n)O-16 recalculated cross section for a carbide fuel as designed for the 4th reactor generation.