{"id":2735,"date":"2025-06-05T13:19:54","date_gmt":"2025-06-05T11:19:54","guid":{"rendered":"https:\/\/lpsc-wordpress.in2p3.fr\/?p=2735"},"modified":"2025-11-20T10:39:29","modified_gmt":"2025-11-20T09:39:29","slug":"tof-lohengrin-un-nouvel-instrument-pour-ameliorer-la-surete-nucleaire","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lpsc-wordpress.in2p3.fr\/?p=2735","title":{"rendered":"TOF-Lohengrin\u00a0: un nouvel instrument pour am\u00e9liorer la suret\u00e9 nucl\u00e9aire"},"content":{"rendered":"\n\n\t\t\t\t\"342dc3d6cca474743c232d9b9b21b1282eb5df8f\"\n\t\u00a9 lunion.fr
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\n\t\t\tTOF-Lohengrin : un nouvel instrument pour am\u00e9liorer la suret\u00e9 nucl\u00e9aire\t<\/h2>\n\t5 juin 2025
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Des chercheurs du Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) et du Commissariat \u00e0 l’Energie Atomique (CEA) d\u00e9veloppent un nouveau d\u00e9tecteur, le TOF-Lohengrin, pour affiner l’analyse des produits de fission avec une pr\u00e9cision in\u00e9dite. Levons le voile sur la fission et ses enjeux.<\/strong><\/p>\n\t

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Cat\u00e9gories<\/p>\n\t

Le 11 mars 2011, un s\u00e9isme de magnitude 9 suivi d’un tsunami frappe la centrale nucl\u00e9aire de Fukushima. L’arr\u00eat brutal des r\u00e9acteurs met hors service les syst\u00e8mes de refroidissement, y compris ceux des piscines de stockage du combustible. La vague entra\u00eene la panne des pompes de secours, emp\u00eachant l’\u00e9vacuation de la chaleur r\u00e9siduelle. Malgr\u00e9 l’arr\u00eat des r\u00e9acteurs, les c\u0153urs fondent. Parmi les \u00e9l\u00e9ments rel\u00e2ch\u00e9s, les produits de fission volatils comme l’iode ou le c\u00e9sium provoquent de lourdes cons\u00e9quences environnementales et sanitaires.<\/p>\n\t\t\t\t\"Visuel-fusion-fission\"\n\t

C\u0153ur d’une centrale nucl\u00e9aire<\/em><\/p>\n\t

La radioactivit\u00e9, une \u00e9nergie puissante \u00e0 apprivoiser<\/strong><\/p>\n

L’\u00e9lectricit\u00e9 que nous utilisons chaque jour provient en grande partie de centrales nucl\u00e9aires. Ces installations reposent sur un ph\u00e9nom\u00e8ne naturel encore largement \u00e9tudi\u00e9 : la fission nucl\u00e9aire. Si ses principes g\u00e9n\u00e9raux sont bien connus, de nombreuses zones d’ombre subsistent, notamment sur les m\u00e9canismes fins qui se jouent au c\u0153ur de la mati\u00e8re.<\/p>\n

La fission est le processus par lequel un noyau lourd, comme l’uranium 235, se divise en deux fragments plus l\u00e9gers, lib\u00e9rant de l’\u00e9nergie et des neutrons. Dans les r\u00e9acteurs \u00e0 eau pressuris\u00e9e (REP) – majoritaires en France -, cette \u00e9nergie chauffe de l’eau, produisant de la vapeur pour alimenter des turbines.<\/p>\n\t\t\t\t\"Fisi\u00f3n_nuclear\"\n\t

Fission d’un noyau lourd par un neutron, lib\u00e9rant de l’\u00e9nergie et cr\u00e9ant 2 noyaux plus l\u00e9gers et d’autres neutrons.<\/em><\/p>\n\t

Mais m\u00eame apr\u00e8s l’arr\u00eat du r\u00e9acteur, la puissance r\u00e9siduelle, due aux produits de fission radioactifs encore actifs dans le c\u0153ur, doit imp\u00e9rativement \u00eatre \u00e9vacu\u00e9e. En effet elle \u00e9quivaut encore, pendant plusieurs heures, \u00e0 la puissance n\u00e9cessaire pour faire fonctionner plus de 2000 s\u00e8che-cheveux en continu<\/strong>.<\/strong> D’o\u00f9 l’importance de comprendre pr\u00e9cis\u00e9ment la nature et le comportement de ces produits de fission, d\u00e8s leur apparition.<\/p>\n

Lohengrin et le d\u00e9fi de la pr\u00e9cision<\/strong><\/p>\n

Pour mieux caract\u00e9riser ces\u00a0produits, des instruments de tr\u00e8s haute pr\u00e9cision sont n\u00e9cessaires. C’est le r\u00f4le du spectrom\u00e8tre Lohengrin, un appareil unique en Europe, install\u00e9 \u00e0 l’Institut Laue-Langevin (ILL) \u00e0 Grenoble. Il permet d’identifier les produits de fission selon leur rapport masse\/charge, en analysant la courbure de leur trajectoire dans un champ magn\u00e9tique.<\/p>\n

Mais pour aller plus loin, les chercheurs ont r\u00e9cemment d\u00e9velopp\u00e9 un nouvel outil compl\u00e9mentaire : le TOF-Lohengrin, un dispositif de Temps de Vol (Time of Flight). En mesurant le temps qu’un produit met \u00e0 parcourir une distance connue, ce syst\u00e8me permet d’acc\u00e9der \u00e0 sa vitesse, et donc de mieux d\u00e9duire sa masse. Cela permet de d\u00e9terminer avec une grande pr\u00e9cision les taux de production de chaque type de masse, un param\u00e8tre essentiel pour tester et valider les mod\u00e8les th\u00e9oriques de la fission nucl\u00e9aire.<\/p>\n\t\t\t\t\"WhatsApp\n\t

Ligne de TOF install\u00e9 en aval du spectrom\u00e8tre \u00e0 l’ILL<\/em><\/p>\n\t

Des r\u00e9sultats prometteurs pour la science et l’industrie<\/strong><\/p>\n

Les premiers essais du TOF-Lohengrin sont tr\u00e8s encourageants. Ils d\u00e9montrent une r\u00e9solution temporelle remarquable et la capacit\u00e9 \u00e0 identifier des fragments auparavant difficiles \u00e0 caract\u00e9riser. Cette avanc\u00e9e ouvre de nouvelles perspectives pour la mesure des rendements en masse, c’est-\u00e0-dire la probabilit\u00e9 de production de chaque fragment de fission.<\/p>\n

Ces donn\u00e9es sont capitales pour enrichir les bases de donn\u00e9es nucl\u00e9aires utilis\u00e9es dans l’industrie nucl\u00e9aire, mod\u00e9liser plus finement les sc\u00e9narios d’accident, d\u00e9velopper le suivi en ligne du combustible nucl\u00e9aire, ou encore explorer de nouveaux modes de fission, pour mieux comprendre les processus fondamentaux en jeu.<\/p>\n\t

Une triple co\u00efncidence pour une meilleure identification<\/strong><\/p>\n

Jusqu’\u00e0 r\u00e9cemment, Lohengrin utilisait une double chambre d’ionisation \u00e0 grille de Frisch, fond\u00e9e sur une m\u00e9thode \u0394E \u00d7 E (perte d’\u00e9nergie \u00d7 \u00e9nergie r\u00e9siduelle). Le dispositif TOF-Lohengrin ajoute une troisi\u00e8me dimension d’analyse : le temps de vol (TOF), soit une co\u00efncidence \u0394E \u00d7 E \u00d7 TOF.<\/p>\n

Il repose sur deux d\u00e9tecteurs : un \u00ab\u00a0start\u00a0\u00bb \u00e0 l’entr\u00e9e de l’aimant final du spectrom\u00e8tre, et un \u00ab\u00a0stop\u00a0\u00bb \u00e0 la sortie. Entre les deux, les fragments parcourent une distance pr\u00e9cise. Le temps mesur\u00e9 permet de d\u00e9terminer leur vitesse, et donc leur masse.<\/p>\n

Ce projet est issu d’une collaboration entre le LPSC, le CEA de Cadarache et l’ILL, dans le cadre d’une th\u00e8se exp\u00e9rimentale lanc\u00e9e en 2020. Il mobilise des technologies de pointe : films minces travers\u00e9s par les fragments, d\u00e9tecteurs rapides en silicium ou diamant, simulations num\u00e9riques, et ing\u00e9nierie du vide.<\/p>\n\t\t\t\t\"Discri\n\tExemple de discrimination entre le produit de fission que l’on souhaite \u00e9tudier (pic 111) et d’autres \u00e9l\u00e9ments
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Le TOF-Lohengrin marque une \u00e9tape importante dans la caract\u00e9risation des produits de fission. En alliant savoir-faire exp\u00e9rimental et innovation technologique, il renforce notre<\/strong> compr\u00e9hension des <\/strong>ph\u00e9nom\u00e8nes nucl\u00e9aires. \u00c0 l’heure o\u00f9 l’avenir \u00e9nerg\u00e9tique se r\u00e9invente, ce type de recherche fondamentale s’av\u00e8re plus que jamais strat\u00e9gique.<\/strong><\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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