Le projet SOFIA a pour objectif de mesurer des données nucléaires d’importance pour améliorer la simulation de systèmes nucléaires comme les réacteurs de nouvelle génération, et donc pour améliorer leur sécurité. Ces données nucléaires sont complexes à mesurer et SOFIA, avec une importante collaboration internationale (France, Espagne, Allemagne, Suède) et des moyens expérimentaux modernes, a permis d’acquérir un grand volume de données de haute précision.

Bien que cruciaux pour les applications, les spectres de neutrons prompts émis lors de la fission des actinides ne sont pas connus avec une bonne précision. Les résultats obtenus lors d’une mesure sur le ²³⁹Pu sont présentés ainsi que les perspectives à court terme de cette thématique de recherche.

Une collaboration européenne combinant des prédictions issues de calculs de structure nucléaire avec des modèles de nucléosynthèse apporte, pour la première fois, une explication simple à l’abondance des terres rares dans le système solaire : une fission doublement asymétrique.

Un nouveau type de cible active pour la détection de la fission a été mis au point à partir de la technique de spectrométrie α par scintillation liquide. Celle-ci consiste à mettre en solution un actinide dans un scintillateur organique liquide. Ainsi, l’isotope à étudier est directement dans le volume actif du détecteur. Une telle cible permet d’obtenir des comptages très précis de la fission et des décroissances α, et également d’avoir un veto fission extrêmement efficace pour supprimer les événements de fission. Ceci en fait un détecteur très intéressant pour l’étude de la fission, mais aussi des réactions (n,xn).

La modélisation des phénomènes physiques induisant la germination des bulles d’hélium 3 à l’échelle microscopique dans le tritiure de palladium a été entreprise en s’appuyant sur un automate cellulaire tridimensionnel. Au moyen de probabilités de changements d’états des cellules de l’automate, les phénomènes physiques impliqués dans la genèse des bulles ont été modélisés.
Un des principaux résultats montre que la phase de germination est quasiment achevée après quelques jours de vieillissement, et ce quels que soient les paramètres d’entrée appliqués. Le système fait croître par la suite les bulles au lieu d’en créer de nouvelles. Il a également été montré que la densité de bulles atteinte est très dépendante de la mobilité de l’hélium 3 au cours des premiers jours de vieillissement. Plus grande est la mobilité de l’hélium 3, plus faible est la densité de bulles.

La mesure et le calcul des sections efficaces des réactions impliquant un deuton (noyau de deutérium) se heurtent à des difficultés provenant de la nature même de ce noyau : il s’agit d’un système composite formé d’un neutron et d’un proton faiblement liés. Lors du choc avec un nucléon ou avec un noyau, la paire neutron-proton peut se casser, et il faut être capable de mesurer ou de calculer les effets de cette cassure sur les sections efficaces. Notre équipe a mené des expériences et développé des modèles théoriques pour déterminer l’effet de cette cassure lors de réactions nucléaires.

Dans le cadre du renouvellement de nos installations “tritium”, nous avons fait évoluer l’une des fonctions principales de la chaîne de traitement des gaz : la séparation isotopique. Cette fonction est primordiale, car elle permet l’obtention de tritium. L’objectif premier est de produire du tritium, sous forme gazeuse, avec des spécifications très strictes.

Les processus nucléaires comme la fusion ou la fission générent un dégagement d’énergie important. Pour la fission, cette énergie dépend des propriétés du noyau qui va se casser. Seuls les noyaux lourds favorisent ce mode de décroissance car ils ont un nombre important de protons et, de ce fait, la forte répulsion électrostatique interne génére la déformation puis la scission du noyau en deux noyaux plus petits. Pour comprendre en détail ce phénomène, il est nécessaire de prédire la structure des noyaux lourds et de suivre théoriquement leur évolution depuis leur état fondamental jusqu’aux déformations extrêmes précédant la rupture. Dernièrement, les théoriciens en physique nucléaire du CEA - DAM - Île-de-France ont obtenu deux succès importants dans le cadre de théories microscopiques appliquées à des noyaux de la famille des actinides (éléments ayant plus de 90 protons). Le premier article présente une étude exhaustive des caractéristiques de 55 actinides pair-pair. Le deuxième étudie l’évolution de l’isotope 238 de l’uranium depuis son état fondamental jusqu’à la fission. Dans ces théories, les seuls ingrédients sont la force que ressentent deux nucléons au sein du noyau, et les lois de la mécanique quantique. Une des seules expressions de cette force est la force dite “de Gogny” développée au CEA - DAM, il y a maintenant trente ans.