Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility

Ce travail de thèse porte sur le développement de techniques de spectroscopie neutronique dans les champs de rayonnement mixte pour des applications liées aux réacteurs de recherche à neutrons rapides, en particulier l’installation MASURCA.La première partie est consacrée à l'étude des configur...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Dioni, Luca
Other Authors: Aix-Marseille
Language:en
Published: 2017
Subjects:
530
Online Access:http://www.theses.fr/2017AIXM0216/document
id ndltd-theses.fr-2017AIXM0216
record_format oai_dc
spelling ndltd-theses.fr-2017AIXM02162018-04-06T04:22:16Z Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility Developpement d'un spectromètre de neutrons rapides pour le réacteur de recherche Masurca Spectroscopie neutronique Scintillateurs organiques Solution-Grown stilbene Masurca Fast neutron spectroscopy Organic scintillators Solution-Grown stilbene Masurca 530 Ce travail de thèse porte sur le développement de techniques de spectroscopie neutronique dans les champs de rayonnement mixte pour des applications liées aux réacteurs de recherche à neutrons rapides, en particulier l’installation MASURCA.La première partie est consacrée à l'étude des configurations expérimentales spéciales de MASURCA dans lesquelles un canal radial est construit pour extraire un faisceau continu de neutrons d'énergie intermédiaires et rapides, adaptable à différents besoins. Exploiter MASURCA en tant qu'installation de faisceau de neutrons ouvrirait de nouvelles possibilités d'expériences telles que des expériences de protection et de transport de neutrons rapides, la production de champs neutroniques standards (de référence), le développement et étalonnage de systèmes de détection des neutrons rapides, etc.La deuxième partie de la thèse est dédiée au développement d’une capacité de spectrométrie neutronique rapide pour la caractérisation en ligne de la distribution d'énergie neutronique. Différents types de détecteurs sont comparés. Le meilleur compromis pour ce spectromètre est un système combinant des compteurs proportionnels et des scintillateurs organiques. Ce système est capable de couvrir le domaine énergétique entre 10 keV et 10 MeV. Le scintillateur organique sélectionné est un monocristal de stilbène obtenu par un procédé “solution-grown” développé récemment. Au bilan, on conclut qu'un spectromètre à neutrons basé sur le stilbène de type “solution-grown” serait adapté à une utilisation dans MASURCA et dans d'autres champs de rayonnement mixte et qu'il serait plus performant que les systèmes de détection traditionnels. This doctoral thesis work is focused on the development of neutron spectroscopy techniques in mixed radiations fields for fast research reactor applications, especially for the MASURCA facility.The first part of the thesis is dedicated to the study of special MASURCA configurations in which a radial channel is built to extract a continuous beam of intermediate-to-fast energy neutrons, tailorable to meet different needs. Operating MASURCA as a neutron beam facility would open up new possibilities of experiments, such as fast neutron attenuation and shielding experiments; measurements in standard (reference) fast neutron fields, development and calibration of fast neutron detection systems etc.The second part of the thesis is dedicated to the development of fast neutron spectrometric capabilities for the on-line characterization of the neutron energy distribution. Different candidate detector systems are compared. A “best compromise” spectrometer is shown to be a system combining proportional counters and organic scintillators. Such a system would be able to cover the neutron energy domain between 10 keV and 10 MeV. The selected organic scintillator is a stilbene single crystal obtained by a recently developed solution-grown process. Overall, it is concluded that a neutron spectrometer based on a solution-grown stilbene detector would be suitable for use in MASURCA and in other mixed radiations fields, and would perform better than traditional detector systems. Electronic Thesis or Dissertation Text en http://www.theses.fr/2017AIXM0216/document Dioni, Luca 2017-09-21 Aix-Marseille Stout, Brian Sumini, Marco
collection NDLTD
language en
sources NDLTD
topic Spectroscopie neutronique
Scintillateurs organiques
Solution-Grown stilbene
Masurca
Fast neutron spectroscopy
Organic scintillators
Solution-Grown stilbene
Masurca
530
spellingShingle Spectroscopie neutronique
Scintillateurs organiques
Solution-Grown stilbene
Masurca
Fast neutron spectroscopy
Organic scintillators
Solution-Grown stilbene
Masurca
530
Dioni, Luca
Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility
description Ce travail de thèse porte sur le développement de techniques de spectroscopie neutronique dans les champs de rayonnement mixte pour des applications liées aux réacteurs de recherche à neutrons rapides, en particulier l’installation MASURCA.La première partie est consacrée à l'étude des configurations expérimentales spéciales de MASURCA dans lesquelles un canal radial est construit pour extraire un faisceau continu de neutrons d'énergie intermédiaires et rapides, adaptable à différents besoins. Exploiter MASURCA en tant qu'installation de faisceau de neutrons ouvrirait de nouvelles possibilités d'expériences telles que des expériences de protection et de transport de neutrons rapides, la production de champs neutroniques standards (de référence), le développement et étalonnage de systèmes de détection des neutrons rapides, etc.La deuxième partie de la thèse est dédiée au développement d’une capacité de spectrométrie neutronique rapide pour la caractérisation en ligne de la distribution d'énergie neutronique. Différents types de détecteurs sont comparés. Le meilleur compromis pour ce spectromètre est un système combinant des compteurs proportionnels et des scintillateurs organiques. Ce système est capable de couvrir le domaine énergétique entre 10 keV et 10 MeV. Le scintillateur organique sélectionné est un monocristal de stilbène obtenu par un procédé “solution-grown” développé récemment. Au bilan, on conclut qu'un spectromètre à neutrons basé sur le stilbène de type “solution-grown” serait adapté à une utilisation dans MASURCA et dans d'autres champs de rayonnement mixte et qu'il serait plus performant que les systèmes de détection traditionnels. === This doctoral thesis work is focused on the development of neutron spectroscopy techniques in mixed radiations fields for fast research reactor applications, especially for the MASURCA facility.The first part of the thesis is dedicated to the study of special MASURCA configurations in which a radial channel is built to extract a continuous beam of intermediate-to-fast energy neutrons, tailorable to meet different needs. Operating MASURCA as a neutron beam facility would open up new possibilities of experiments, such as fast neutron attenuation and shielding experiments; measurements in standard (reference) fast neutron fields, development and calibration of fast neutron detection systems etc.The second part of the thesis is dedicated to the development of fast neutron spectrometric capabilities for the on-line characterization of the neutron energy distribution. Different candidate detector systems are compared. A “best compromise” spectrometer is shown to be a system combining proportional counters and organic scintillators. Such a system would be able to cover the neutron energy domain between 10 keV and 10 MeV. The selected organic scintillator is a stilbene single crystal obtained by a recently developed solution-grown process. Overall, it is concluded that a neutron spectrometer based on a solution-grown stilbene detector would be suitable for use in MASURCA and in other mixed radiations fields, and would perform better than traditional detector systems.
author2 Aix-Marseille
author_facet Aix-Marseille
Dioni, Luca
author Dioni, Luca
author_sort Dioni, Luca
title Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility
title_short Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility
title_full Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility
title_fullStr Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility
title_full_unstemmed Development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the Masurca facility
title_sort development of a multi-purpose fast neutron spectrometric capability in the masurca facility
publishDate 2017
url http://www.theses.fr/2017AIXM0216/document
work_keys_str_mv AT dioniluca developmentofamultipurposefastneutronspectrometriccapabilityinthemasurcafacility
AT dioniluca developpementdunspectrometredeneutronsrapidespourlereacteurderecherchemasurca
_version_ 1718621603320823808