Intéraction rayonnement/matière

 et couplages électromagnétiques

Interaction Rayonnement/matière

NUCLETUDES maîtrise la compréhension et la modélisation de l’interaction des photons, neutrons, électrons, ions lourds et protons avec la matière.

Sur ces domaines NUCLETUDES utilise les outils de simulation numérique suivants :

L’outil Geant4 est également utilisé pour certains besoins spécifiques liés aux applications électroniques.

Ces outils servent à :

• calculer le dépôt d’énergie induit par les particules,
• dimensionner le niveau de blindage nécessaire pour protéger les éléments les plus sensibles.

Dans le cas particulier où les rayonnements sont issus d’une explosion nucléaire, les outils numériques disponibles permettent de simuler le transport des rayonnements X et gamma dans l’atmosphère et de transporter également les électrons résultant de ces interactions photons-matière, en tenant compte de leur interaction avec l’air (électrons secondaires) et de la présence du champ magnétique terrestre.

Couplages électromagnétiques

A partir de l’environnement radiatif précédemment défini, NUCLETUDES a également la capacité de modéliser finement les éventuels couplages électromagnétiques induits sur les systèmes et équipements (boîtiers, câblages, cartes électroniques) après une agression nucléaire, et en particulier les environnements localement induits par :

Une explosion nucléaire Haute Altitude

- sur des systèmes situés :

• au sol ou à basse altitude : Impulsion ElectroMagnétique Haute Altitude ou IEM HA,
• dans la zone source gamma : environnement Source Region EMP ou SREMP,
• dans la zone source X ou au-dessus de la zone source : effets SGEMP (System-Generated ElectroMagnetic Pulse) produits par l’impact des photons X sur le système/équipement, l’arrachage des électrons par effet Compton et création de champs EM et courants parasites transitoires très élevés.

- des systèmes spatiaux soumis à un effet transhorizon (environnement Dispersed EMP ou DEMP)

Une explosion nucléaire Basse Altitude

En parallèle, NUCLETUDES a aussi développé une compétence majeure sur :

• le durcissement à la foudre des systèmes (injection de courant),
  
• les effets des armes nucléaires,
  
• la vulnérabilité aux Armes à Energie Dirigée dont les Micro-ondes Forte Puissance (MFP ou High Power Microwave/HPM).

Enfin, le développement des codes de calcul permettant de modéliser ces différentes phénoménologies a conduit NUCLETUDES à investir de manière conséquente dans des méthodes numériques innovantes.

Ces différents codes de calcul ont notamment pu être validés au travers d’expérimentations faisant appel aux moyens d’essais NUCLETUDES  et à des moyens extérieurs (notamment du CEA).