Obtention théorique et expérimentale des lois de diffusion thermique de l'eau légère

​Vaibhav Jaiswal a soutenu sa thèse le 15 octobre 2018 à Fontenay-aux-Roses.

​Une bonne connaissance des sections efficaces de l'eau légère est importante, car l'eau est le modérateur le plus employé dans les réacteurs à eau pressurisée (REP), qui fonctionnent à des températures et des pressions avoisinant 550 K et 150 bar. Les sections efficaces neutroniques dans le domaine d'énergie thermique dépendent de la structure et de la dynamique du matériau diffusant, décrites par des lois de diffusion thermiques (TSL). Les évaluations des TSL existantes n’ont pas été validées aux hautes températures et pressions, et doivent être revues. Pour produire de nouvelles TSL, des mesures de la diffusion inélastique des neutrons sur l'eau ont été effectuées à l'Institut Laue-Langevin (ILL), à l'aide de deux spectromètres IN4c et IN6. Afin de compléter ces mesures, des simulations de dynamique moléculaire (MD) ont été réalisées en s'appuyant sur deux modèles classiques d'interaction moléculaire, le modèle non polarisable TIP4P/2005f et le modèle polarisable TCPE. Les spectres de fréquence à différentes pressions et températures obtenus grâce aux mesures de temps de vol et aux simulations MD ont été exploités pour développer de nouvelles TSL. Les performances de ces nouvelles bibliothèques ont été testées sur une série de mesures de sections efficaces différentielles, double-différentielles et totales disponibles dans la littérature. Des benchmarks critiques (ICSBEP benchmarks) ont également été utilisés. Les résultats de ces études permettent une meilleure compréhension de l'impact de la température et de la pression sur les TSL dans les applications liées à l'exploitation des REP.