Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2000. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 112-118). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2000. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 112-118). Also available on the Internet.

In this project, different fission models in the nuclear reaction code TALYS have been compared to GEF version 2020/1.2. The data included in the comparison are mass yield distributions, average prompt neutron energies per fragment mass, and average multiplicities of both neutrons and γ-rays per fragment mass. The reaction studied in the first part of the project is 1 keV neutron-induced fission of 235U. In the second part of the study, a variety of different nuclei and different incident energies were included in comparisons, but a limitation was set to only include neutron-induced fission. The results from the comparison suggested that TALYS fymodel 2 and 3 were less consistent with GEF than fymodel 4. For the comparisons with experimental data, fymodel 4 also performed better overall. TALYS fymodel 2 and 3 make use of implemented partial versions of GEF to produce fission fragment distributions, while fymodel 4 takes fission fragment distribution data from separate yieldfiles. A database of these yieldfiles with 737 different nuclei and 10 energy levels was produced, to be implemented in future versions of TALYS. The energy levels were chosen to get a range of energies that can be accurately interpolated between. This method of using TALYS fymodel 4 with a yieldfile from GEF consistently showed a strong agreement with GEF version 2020/1.2 for the mass yield distributions and the neutron multiplicities. The γ-ray multiplicities and the neutron energies show a slightly weaker agreement, and TALYS gives consistently smaller values than GEF for these quantities.

La fission nucléaire est un phénomène complexe dont tous les mécanismes ne sont pas entièrement compris. Dans le cadre d'une coopération internationale, le CEA/DAM/DIF étudie les spectres en énergie des neutrons prompts émis lors de la fission induite par des neutrons rapides, et plus particulièrement la zone à basse énergie de ces spectres (<1 MeV). Ce travail de thèse a consisté à optimiser un dispositif expérimental de mesure de neutrons prompts de fission. Dans un premier temps, de nouveaux détecteurs de fission ont été développés. Nous en rapportons ici la conception et étudions leurs performances en termes de discrimination alpha-fission, de résolution en temps et de distorsion sur le spectre mesuré. Le second axe de développement abordé au cours de cette thèse est celui de la détection des neutrons. Plusieurs types de détecteurs ont été comparés (discrimination neutron-gamma, efficacité de détection), en vue d'optimiser la détection des neutrons de basse énergie (<1 MeV). Ce mémoire présente les résultats de ces études. Enfin, le dispositif expérimental ainsi optimisé est utilisé pour mesurer le spectre en énergie des neutrons prompts émis lors de la fission induite par neutrons de l' ²³⁸UU. Après avoir présenté la méthode utilisée pour l'analyse des données, les résultats obtenus sont interprétés en termes de modèles et d'évaluations. / The nuclear fission is a complex phenomenon whose mechanisms are not fully understood. Within the framework of an international cooperation, the CEA/DAM/DIF is taking part in the study of prompt fission neutron energy spectra from fast neutron induced fission, focusing on the low energy domain of these spectra (<1 MeV). This PhD was dedicated to the optimization of the experimental setup. New fission detectors were developed. We report on their conception and their performances in terms of alpha-fission discrimination, timing resolution and distortion on the measured spectrum. In a second step, several neutron detectors were studied (neutron-gamma discrimination, detection efficiency), so as to optimize the detection of low energy neutrons (<1 MeV). In the present document, we report on the results of this comparative study. Finally, the optimized experimental setup was used to measure prompt fission neutron energy spectra for the fast-neutron induced fission of ²³⁸U. After detailing the data analysis method, the results are interpreted in terms of models and evaluations.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:03/01261-0

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Uma nova metodologia para a medida absoluta da fração efetiva de nêutrons atrasados &beta;eff, baseada em técnicas de análise de ruído microscópico e no modelo de Duas- Regiões, foi desenvolvida no reator IPEN/MB-01. Diferentemente das demais técnicas, tais como o Método de Bennet Modificado, o Método do Número de Nelson e o Método da fonte de 252Cf, a principal vantagem da metodologia proposta é a obtenção de &beta;eff de um modo puramente experimental, sem a necessidade de quaisquer outros parâmetros, sejam estes calculados ou provenientes de outros experimentos. Com a finalidade de validar este novo método, uma série de experimentos Rossi-&alpha; e Feynman-&alpha; foram realizados no reator IPEN/MB-01. De acordo com a metodologia proposta, &beta;eff foi estimado com uma incerteza de 0.67%, a qual atende aos requisitos de precisão almejados. Além disso, o tempo de geração de nêutrons prontos , dentre outros parâmetros, também foi obtido experimentalmente via esta metodologia. Em geral, os parâmetros medidos estão em acordo com resultados provenientes de experimentos de análise de ruído macroscópico. Nas comparações teoria-experimento, os valores de &beta;eff medidos neste trabalho mostram que a biblioteca JENDL3.3 apresenta a melhor performance (dentro de 1%). Esta concordância justifica a redução no yield de fissão do 235U proposta por Sakurai e Okajima. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:03/01261-0

Uma nova metodologia para a medida absoluta da fração efetiva de nêutrons atrasados &beta;eff, baseada em técnicas de análise de ruído microscópico e no modelo de Duas- Regiões, foi desenvolvida no reator IPEN/MB-01. Diferentemente das demais técnicas, tais como o Método de Bennet Modificado, o Método do Número de Nelson e o Método da fonte de 252Cf, a principal vantagem da metodologia proposta é a obtenção de &beta;eff de um modo puramente experimental, sem a necessidade de quaisquer outros parâmetros, sejam estes calculados ou provenientes de outros experimentos. Com a finalidade de validar este novo método, uma série de experimentos Rossi-&alpha; e Feynman-&alpha; foram realizados no reator IPEN/MB-01. De acordo com a metodologia proposta, &beta;eff foi estimado com uma incerteza de 0.67%, a qual atende aos requisitos de precisão almejados. Além disso, o tempo de geração de nêutrons prontos , dentre outros parâmetros, também foi obtido experimentalmente via esta metodologia. Em geral, os parâmetros medidos estão em acordo com resultados provenientes de experimentos de análise de ruído macroscópico. Nas comparações teoria-experimento, os valores de &beta;eff medidos neste trabalho mostram que a biblioteca JENDL3.3 apresenta a melhor performance (dentro de 1%). Esta concordância justifica a redução no yield de fissão do 235U proposta por Sakurai e Okajima. / A new method for absolute measurement of the effective delayed neutron fraction, &beta;eff , based on microscopic noise experiments and the Two-Region Model was developed at the IPEN/MB-01 Research Reactor facility. In contrast with other techniques like the Modified Bennet Method, Nelson-Number Method and 252Cf-Source Method, the main advantage of this new methodology is to obtain the effective delayed neutron parameters in a purely experimental way, eliminating all parameters that are difficult to measure or calculate. In this way, Rossi-&alpha; and Feynman-&alpha; experiments for validation of this method were performed at the IPEN/MB-01 facility, and adopting the present approach, &beta;eff was measured with a 0.67% uncertainty. In addition, the prompt neutron generation time, , and other parameters were also obtained in an absolute experimental way. In general, the final results agree well with values from frequency analysis experiments. The theory-experiment comparison reveals that JENDL-3.3 shows deviation for &beta;eff lower than 1% which meets the desired accuracy for the theoretical determination of this parameter. This work supports the reduction of the 235U thermal yield as proposed by Okajima and Sakurai.

Uma nova metodologia para a medida absoluta da fração efetiva de nêutrons atrasados &beta;eff, baseada em técnicas de análise de ruído microscópico e no modelo de Duas- Regiões, foi desenvolvida no reator IPEN/MB-01. Diferentemente das demais técnicas, tais como o Método de Bennet Modificado, o Método do Número de Nelson e o Método da fonte de 252Cf, a principal vantagem da metodologia proposta é a obtenção de &beta;eff de um modo puramente experimental, sem a necessidade de quaisquer outros parâmetros, sejam estes calculados ou provenientes de outros experimentos. Com a finalidade de validar este novo método, uma série de experimentos Rossi-&alpha; e Feynman-&alpha; foram realizados no reator IPEN/MB-01. De acordo com a metodologia proposta, &beta;eff foi estimado com uma incerteza de 0.67%, a qual atende aos requisitos de precisão almejados. Além disso, o tempo de geração de nêutrons prontos , dentre outros parâmetros, também foi obtido experimentalmente via esta metodologia. Em geral, os parâmetros medidos estão em acordo com resultados provenientes de experimentos de análise de ruído macroscópico. Nas comparações teoria-experimento, os valores de &beta;eff medidos neste trabalho mostram que a biblioteca JENDL3.3 apresenta a melhor performance (dentro de 1%). Esta concordância justifica a redução no yield de fissão do 235U proposta por Sakurai e Okajima. / A new method for absolute measurement of the effective delayed neutron fraction, &beta;eff , based on microscopic noise experiments and the Two-Region Model was developed at the IPEN/MB-01 Research Reactor facility. In contrast with other techniques like the Modified Bennet Method, Nelson-Number Method and 252Cf-Source Method, the main advantage of this new methodology is to obtain the effective delayed neutron parameters in a purely experimental way, eliminating all parameters that are difficult to measure or calculate. In this way, Rossi-&alpha; and Feynman-&alpha; experiments for validation of this method were performed at the IPEN/MB-01 facility, and adopting the present approach, &beta;eff was measured with a 0.67% uncertainty. In addition, the prompt neutron generation time, , and other parameters were also obtained in an absolute experimental way. In general, the final results agree well with values from frequency analysis experiments. The theory-experiment comparison reveals that JENDL-3.3 shows deviation for &beta;eff lower than 1% which meets the desired accuracy for the theoretical determination of this parameter. This work supports the reduction of the 235U thermal yield as proposed by Okajima and Sakurai.