Physique nucléaire pour les données fondamentales

Les données qui caractérisent la décroissance de radionucléides sont utilisées dans des domaines variés d’études ou d’applications :
– en métrologie des rayonnements ionisants, pour l’étalonnage des détecteurs ou pour les simulations de réponse de certains instruments par exemple,
– dans la gestion du cycle du combustible nucléaire, pour le calcul de la chaleur résiduelle dans les réacteurs, le stockage des déchets ou la radioprotection des travailleurs,
– en physique nucléaire, pour les études de structure nucléaire et la validation des modèles théoriques,
– en santé, à des fins prédictives pour les utilisations diagnostiques ou de thérapeutiques (médecine nucléaire et radiothérapie).

Évaluation des données nucléaires

La demande des utilisateurs pour des données fiables et recommandées existe depuis des années. Une partie de l’étude a pour objectif de pallier la méconnaissance de certains paramètres des schémas de désintégration, de faire et/ou d’appeler la communauté internationale à faire de nouvelles mesures, et à l’aide des nouveaux résultats, reconstruire de nouveaux schémas et les mettre à disposition des utilisateurs.
Ainsi, le LNHB est engagé dans un projet à long terme d’évaluation de données nucléaires et atomiques, et de mise à disposition de valeurs recommandées pour les schémas de désintégration des radionucléides. Pour cela, un groupe d’évaluateurs spécifiquement formés, collecte et analyse l’ensemble des valeurs expérimentales ou calculées publiées au niveau international. Ce travail s’effectue dans le cadre d’une collaboration internationale mise en place en 1995, le « Decay Data Evaluation Project » (DDEP) et la table de données issue de ces évaluations est publiée par le LNHB.

Étude des spectres bêta

Cette étude consiste à réaliser un programme de calcul de la forme des spectres bêta pour tout type de transition, qui soit validé expérimentalement.
Ce travail implique la réalisation de calculs théoriques et une validation expérimentale à l’aide de spectromètres bêta développés au laboratoire : dispositif doté d’un détecteur semi-conducteur, et calorimètre métallique magnétique.
Les premiers résultats montrent qu’une déconvolution du spectre mesuré avec la réponse du système de détection permet d’obtenir la forme réelle du spectre bêta avec une grande précision.
Un autre aboutissement important de cette étude a été la mise à disposition du programme BetaShape pour améliorer les données nucléaires concernant les émissions bêta.

PROJET COLLABORATIF :
– MetroBETA (Metrology-based improvements to radionuclide beta spectra)
Site : http://metrobeta-empir.eu/
– Decay Data Evaluation Project 

COLLABORATIONS :
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (CNRS-Université de Strasbourg)

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES :
– M.A. Kellett, M.-M. Bé, ¹⁴⁸Pm: Evaluation of the decay schemes for two important reactor poisons, (2014), Applied Radiation Isotopes 87  95
DOI : 10.1016/j.apradiso.2013.11.009
– M.A. Kellett, ¹⁷⁷Lu: DDEP Evaluation of the decay scheme for an emerging radiopharmaceutical, Applied Radiation and Isotopes, (2016) Appl Radiat Isot., 109:129-32.
DOI : 10.1016/j.apradiso.2015.11.057
– M. Loidl, C. Le-Bret, M. Rodrigues and X. Mougeot, Evidence for the exchange effect down to very low energy in the beta decays of ⁶³Ni and ²⁴¹Pu, (2014) Journal of Low Temperature Physics 176, 1040-1045
DOI: 10.1007/s10909-014-1190-9
– X. Mougeot, C. Bisch, Consistent calculation of the screening and exchange effects in allowed β− transitions, (2014), Physical Review A 90  012501.
DOI : 10.1103/PhysRevA.90.012501