Calculs ab-initio de la réaction n-3H au dessus des seuils de break-up à 3 et 4 corps

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                                                 Juin-Juillet 2014 

           

Ce projet a pour objectifs de calculer théoriquement les sections efficaces de break-up n-tritium dans un formalisme à plusieurs corps ab-initio. Il comporte deux phases  :

1. Equations et calculs théoriques des sections efficaces de break-up, calculs numériques des observables dans l'intervalle d'énergie cinétique du neutron incident 0-30 MeV (laboratoire)

Organisateurs pour cette partie  :  Jaume Carbonell (IPN, Orsay), Rimantas Lazauskas (IPHC, Strasbourg), Vladimir A. Karmanov (Inst. Lebedev, Moscou), B. Giraud (IPhT, Saclay)

 

2. Evaluation des sections efficaces et utilisation dans les codes de simulation Monte-Carlo des réactions,  appliqués pour les calculs du fonctionnement des réacteurs nucléaires.

Organisateurs  :  J. Carbonell (IPNO), R. Lazauskas (IPHC) , Benjamin Morillon (CEA-BIII, DAM).

 

Ce projet a pour origine les calculs d'amplitudes n-d élastiques et de sections efficaces de break-up n-d dans tout l'espace des phases, réalisés 10 ans plus tôt et publiés récemment [1]. Les calculs ab-initio offrent des applications fondamentales, avec la possibilité de tester les potentiels réalistes nucléon-nucléon et d'apporter une information pertinente sur le développement des potentiels réalistes à 3 nucléons [2,3,4]. Ils permettent également des applications avec notamment le calcul des sections efficaces de la réaction n+d --> n+p+n qui intervient dans le fonctionnement des réacteurs nucléaires à eau lourde.

 

A l'époque du premier projet, les calculs à 4 nucléons, n-tritium, étaient limités numériquement (puissance des ordinateurs) et théoriquement (difficultés d'insérer dans les équations de la Mécanique Quantique les conditions aux limites du break-up pour un système à 4 corps). Désormais, l'étude est devenue possible avec une méthode originale pour traiter les calculs ab-initio, et en utilisant un réseau de supercalculateurs parallèles (CCRT de Bruyères, IDRIS d'Orsay), mis en œuvre par le GENCI.

 
La méthode envisagée est fondée sur la résolution des équations de Faddeev-Yakubovsky (FY) dans l'espace de configuration. Ce formalisme permet d'obtenir la solution exacte pour les états liés et de diffusion de l'équation de Schrödinger pour un système à plusieurs corps non relativiste ouvrant ainsi la voie aux études ab-initio de structure et de réactions. Un expert dans ce domaine est V. Karmanov. Pour s'affranchir des conditions aux limites et avoir accès à des réactions de break-up à quatre corps [5, 6, 7] une méthode mise au point par R. Lazauskas et J. Carbonell consiste à utiliser la coordonnée complexe [8] dans l'espace de configuration (Complex Scaling method, CSM).

 

 

 SEMINAIRES le 11 juillet 

 

J. Carbonell,  IPNO et SPhN, Projet de calcul de break-up à 3 et 4 corps dans n-3H,  ESNT_11juil14_JCarbonell.pdf

 

B. Morillon, DAM DIF, Sections efficaces n+D ab initio et benchmarks,   ESNT_11juil14_BMorillon.pdf

 

 

PERSPECTIVES, DEVELOPPEMENTS DU PROJET (2015)

 

La  possibilité de calculer une section efficace de break-up à quatre corps avec des interactions semi-réalistes (MT13) a été montrée dans
l'article [7]; les outils théoriques et numériques sont donc a priori réunis pour obtenir la solution de la réaction n+3H.
 
Pour la mise au point des calculs théoriques et leur programmation, il est nécessaire de préciser les équations de FY en rotation complexe et les observables à calculer. L'amplitude de break-up à 4 corps dépend de 8 paramètres,  il faut donc déterminer le meilleur choix pour la paramétrisation du problème en vue d'une exploitation expérimentale ou dans le cadre de la modélisation Monte-Carlo. La deuxième phase du projet devrait permettre de mener les calculs complets pour l'exploitation des résultats.
 

Références :


[1] B. Morillon, R. Lazauskas, J. Carbonell, Annals of Nuclear Energy 54 (2013) 167.
[2] R. Lazauskas, J. Carbonell, Phys. Rev. C 70, 044002 (2004).
[3] R. Lazauskas et al., Phys. Rev. C 71, 034004 (2005).
[4] R. Lazauskas, Phys. Rev. C 79, 054007 (2009).
[5] R. Lazauskas, J. Carbonell, Phys. Rev. C 84, 034002 (2011).
[6] R. Lazauskas, Phys. Rev. C 86, 044002 (2012).
[7] R. Lazauskas, J. Carbonell, Few-Body Systems 54 (2013) 967, nucl-th/1212.0431,
[8] B.G. Giraud, K. Kato and A. Ohnishi, J. of Phys. A 37, 11575 (2004).

 

 

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