Étude numérique de l'autoprotection spatiale dans des échantillons fortement absorbants irradiés dans le réacteur SLOWPOKE

The SLOWPOKE reactor at École Polytechnique de Montréal is used to perform chemical analysis for samples using neutron activation analysis (NAA). This technique works correctly when the sample to analyze is a weak neutron absorber. However, when a sample contains a large amount of isotopes that are strong neutron absorbers, the analysis result will be wrong because the presence of this type of isotopes changes the flux distribution in the sample. This natural effect, known as spatial self-shielding, is difficult to model using codes like SERPENT (Monte Carlo code) and DRAGON (deterministic code) because of the small size of the samples. The aim of this project is to propose simplifying models that can be used in simulation codes to evaluate in an accurate and efficient way the spatial neutron self-shielding effect.

Résumé

Le réacteur SLOWPOKE-2 de l'Ecole Polytechnique de Montréal est utilisé pour effectuer des analyses chimiques d'échantillons en utilisant la technique d'analyse par activation neutronique (AAN). Cette technique fonctionne très bien si l'échantillon à analyser absorbe peu les neutrons. Cependant, dans le cas où l'échantillon contient une grande quantité d'un isotope qui capture fortement les neutrons, sa présence perturbera la distribution de flux dans l'échantillon et faussera les résultats d'analyse. Ce phénomène naturel appelé autoprotection spatiale est très difficile à modéliser numériquement, à cause de la taille des échantillons, en utilisant des codes tels SERPENT (code Monte Carlo) et DRAGON (code d´eterministe). Ce projet consiste à proposer des modèles simplifiés du réacteur qui pourront être utilisés afin simuler numériquement de fac¸on efficace et précise de tels effets d'autoprotection spatiale.