Livre

Des neutrons pour explorer la matière, le réacteur de recherche Orphée à Saclay
Denis Mazzucchetti
EPH - Editions Public Histoire, 2009

L’objectif

Retracer l’histoire d’un réacteur de recherche et déboucher sur un document de communication historique en français et en anglais.

 

L’approche

Les réacteurs de recherche ont aussi une histoire, qui ne se résume pas à celle de leurs recherches scientifiques ! Les neutrons sont un outil d’exploration de la matière. Orphée est un réacteur de recherche dont la vocation première est de fournir des faisceaux de neutrons pour les besoins de la recherche fondamentale sur la matière condensée. C’est un outil complémentaire de son voisin le synchrotron Soleil de Saclay. Le réacteur Orphée a divergé pour la première fois le 19 décembre 1980. Il accueille tous les ans de l’ordre de 500 visiteurs scientifiques français et étrangers.

Orphée est un réacteur de type « piscine ». D’une puissance thermique de 14 MWth, il génère un flux de neutrons thermiques de 3 x 1014 neutrons par cm² et par seconde. Orphée permet de mettre en œuvre la spectrométrie neutronique. Les neutrons sont en effet un puissant outil d’investigation de la matière. Ils interagissent directement avec le noyau de l’atome : ne portant pas de charge, ils possèdent un grand pouvoir de pénétration. Ils voient les atomes légers comme l’hydrogène, et l’utilisation de la substitution isotopique permet des mesures dites « différentielles ». Une expérience de diffusion neutronique permet de révéler l’organisation et la dynamique des atomes d’un échantillon de matière condensée. Plusieurs types de mesures sont envisageables : diffusion élastique des neutrons, diffusion inélastique des neutrons, diffusion magnétique de neutrons polarisés, diffusion aux petits angles. La diffusion de neutrons thermiques offre de multiples applications pour l’industrie.

 

L’histoire du réacteur de recherche Orphée permet d’exposer toutes ces dimensions et possibilités comme de rappeler quelques grandes figures de chercheurs français : Anatole Abragam, Léon Brillouin, Jules Horowitz Pierre-Gilles de Gennes, Prix de Nobel de physique 1991, qui travailla dans le réacteur de recherche Orphée.

 

Le document

Des neutrons pour explorer la matière : une brochure de présentation a été extraite du rapport de recherche sur l’histoire d’Orphée, en français et en anglais.

 

Sommaire

1. Les réacteurs nucléaires de recherche en France avant Orphée (1950-1973)

- De l’atome aux neutrons

- EL2, Zoé, premiers réacteurs expérimentaux

-EL3, une pile expérimentale de recherche à haut flux et à la longévité spectaculaire

Encadrés

- Les quatre interactions ou forces fondamentales de la nature

- Le site de Saclay, la Thélème des chercheurs

- Portrait du professeur Anatole Abragam

- Chronologie de l’histoire des atomes

 

2. La création du LLB et la construction d’Orphée (1974-1980)

- L’installation du Laboratoire Léon Brillouin (LLB)

- Le spectromètre à neutrons, l’outil indispensable à l’expérimentation

- La construction du réacteur Orphée : le CEA impliqué, la sûreté mise en avant

- Des applications à venir pour le LLB

Encadrés

- Portrait du professeur Léon Brillouin

- Les autres laboratoires de la Division de la Physique du CEA

- Bref historique de la diffraction et de la spectrométrie neutroniques

- Fiche descriptive d’Orphée

- Portrait de Jules Horowitz

- Deux exemples de recherche menés en 1980 à Saclay en physique de l’état condensé

 

3. Montée en puissance du réacteur et premières expérimentations (1981-1993)

- Répondre aux incidents de parcours et gérer les arrêts épisodiques du réacteur

- Apprendre à connaître les exigences du LLB et ses visiteurs étrangers

- Nouvelles applications du LLB en physique, biologie et chimie

- Orphée et le LLB de l’adolescence à l’âge adulte

Encadrés

- La Société Française de Neutrologie

- Pierre-Gilles de Gennes, un prix Nobel connu au LLB

- Portrait de Marianne Lambert, directeur du LLB de 1980 à 1991

- Portrait de Paul Bréant, premier chef d’installation d’Orphée

 

4. Orphée en devenir (1994-2004)

- Un programme de grands travaux : réévaluation de sûreté  nouveau caisson cœur

- Les réflexions des pouvoirs publics et du CNRS

- Enrichir le parc de matériels du LLB dans un contexte de restrictions budgétaires

- Des domaines de recherche de prédilection : magnétisme et supraconductivité, physico-chimie, structures et transitions de phase

Encadrés

- Les principales sources de neutrons en Europe

- Les principales collaborations industrielles engagées par le LLB depuis 1999

 

5. L’élan retrouvé (2005-2008)

- Un nouveau partenariat avec le CNRS

- Rendre Orphée encore plus convivial et améliorer ses caractéristiques techniques ; une seconde réévaluation de sûreté : un objectif en 2008 ;

- Une ardente obligation commerciale : faire connaître Orphée à l’extérieur

- Le projet Cap 2010 du LLB : vers une nouvelle génération de spectromètres et de diffractomètres

- La construction du synchrotron Soleil à Saclay : un voisin très fréquentable

Encadrés

- L’état de la recherche fondamentale en France en 2006 ;

- Organigramme du LLB au 1er janvier 2005

- L’appareillage du LLB

- Une visite du réacteur lors des Journées du Patrimoine

 

 

Pour découvrir le réacteur de recherches Orphée à Saclay =

http://nucleaire-saclay.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_theme.php?id_ast=23



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