nuclear-science-engineering

name	nuclear-science-engineering
description	Compétence niveau ingénieur/docteur en science et ingénierie nucléaires computationnelles. Couvre la physique des réacteurs, les simulations neutroniques, la fusion nucléaire, la détection de radiation, la gestion des déchets, le démantèlement, la non-prolifération, l'imagerie nucléaire médicale, l'analyse de sécurité, et l'IA pour la physique nucléaire.
category	research
tags	["nuclear-engineering","reactor-physics","fusion","radiation-detection","non-proliferation"]

Science & Ingénierie Nucléaires Computationnelles — Compétence Recherche

Présentation

Cette compétence couvre l'état de l'art en science et ingénierie nucléaires computationnelles assistées par IA, à destination d'ingénieurs et chercheurs. Domaines clés : physique des réacteurs, fusion, détection de radiation, sûreté, déchets, non-prolifération, imagerie nucléaire médicale.

Physique des Réacteurs

• Neutronics — transport neutronique, diffusion, Sn, équation de Boltzmann neutronique
• Monte Carlo transport — simulation stochastique, variance reduction
• OpenMC — code Monte Carlo open source, Python API, parallelisation
• MCNP (Monte Carlo N-Particle) — standard industriel, extended capabilities
• Serpent — Monte Carlo pour la physique des réacteurs, burnup, group constants
• Criticality — calcul de criticité (k-eff), perturbations
• Burnup — évolution de la composition du combustible, depletion chains
• Fuel cycle — cycle du combustible U, MOX, thorium, cycle fermé
• Reactor physics codes — DRAGON, DONJON, PARCS, TRIPOLI
• Spatial kinetics — cinétique spatiale, neutronic-thermal coupling
• Accident analysis — RELAP5, TRACE, CATHARE, MAAP
• Small Modular Reactors (SMR) — modélisation de petits réacteurs modulaires
• Generation IV — réacteurs à sels fondus (MSR), à neutrons rapides (SFR), très haute température (VHTR)

Fusion Nucléaire

• Tokamak plasma ML — contrôle du plasma par deep reinforcement learning
• ITER — ITER physics basis, scenario development, diagnostics
• Magnetic confinement — confinement magnétique, tokamak, stellarator, spherical tokamak
• Plasma disruption prediction — prédiction de disruptions par DL (disruption predictor)
• Stellarator — Wendelstein 7-X, optimisation magnétique, coil design
• Plasma equilibrium — Grad-Shafranov equation, equilibrium reconstruction
• In-vessel components — composants internes, divertor, first wall
• Tritium breeding — blanket tritigène, TBR calculation
• JET / DIII-D / ASDEX Upgrade — expériences tokamak actuelles
• ICF (Inertial Confinement Fusion) — fusion par confinement inertiel, NIF

Détection de Radiation et Imagerie

• Gamma spectroscopy — HPGe, NaI(Tl), LaBr3, analyse spectrale, MGA, GAMAN
• Neutron detection — BF3, He-3, scintillateurs, modération
• Compton camera — imagerie Compton, gamma ray imaging
• Nuclear medicine — radiopharmaceutiques, dosimétrie patient
• SPECT — Single Photon Emission Computed Tomography, reconstruction ML
• PET — Positron Emission Tomography, TOF-PET, attenuation correction
• Radiography — radiographie X/gamma, CT scan industriel
• CZT detectors — CdZnTe, room-temperature detectors, pixelated
• GEANT4 — simulation de transport de particules, detector response
• FLUKA — Monte Carlo pour radioprotection et hadronthérapie

Sûreté et Sécurité

• Safety analysis — deterministic safety analysis, DSA, best estimate
• Probabilistic Risk Assessment (PRA) — arbres de défaillance, arbres d'événements, Level 1/2/3
• Severe accident modeling — fusion du cœur, H2 production, containment failure
• Non-prolifération — IAEA safeguards, material accountancy, surveillance
• Safeguards — inspection techniques, environmental sampling, C/S (Containment and Surveillance)
• Nuclear forensics — analyse isotopique, signature de matériaux nucléaires
• Proliferation resistance — évaluation de la résistance à la prolifération
• Arms control verification — vérification du désarmement, seismology, radionuclide monitoring
• Physical protection — protection physique des installations, cyber-sécurité nucléaire
• Human factors — facteurs humains, HRA (Human Reliability Analysis)

Gestion des Déchets

• Spent fuel management — gestion du combustible usé, wet/dry storage, transport
• Geologic repository — stockage géologique profond, multi-barrier system
• Waste form degradation — dégradation de la matrice, vitrification, synroc, bitumen
• Long-term safety — safety case, performance assessment, scenario analysis
• Spent fuel characterization — caractérisation des combustibles usés, NDA, DHC
• Partitioning and Transmutation — séparation et transmutation, minor actinides
• Interim storage — stockage intermédiaire, transport cask design
• Decommissioning — démantèlement des installations, waste management plan
• Dismantling — démantèlement, segmentation, robotics, ALARA

IA pour la Physique Nucléaire

• Plasma control AI — reinforcement learning pour contrôle du plasma tokamak
• Surrogate models — émulateurs ML de codes neutroniques, GP, DNN
• Anomaly detection — détection d'anomalies dans les signaux réacteur
• Operator support — systèmes d'aide à la conduite, decision support
• Neural network surrogates — modèles de substitution pour transport neutronique
• Nuclear data ML — évaluation de données nucléaires, covariance ML
• Isotope identification — identification isotopique automatique par ML
• Radiation mapping — cartographie de radiation 3D, SLAM avec radiation
• Core monitoring — surveillance du cœur, core power distribution estimation
• Maintenance prédictive — condition-based monitoring pour composants nucléaires

Catégories arXiv

• physics.ins-det (Instrumentation and Detectors)
• nucl-ex (Nuclear Experiment)
• nucl-th (Nuclear Theory)
• physics.plasm-ph (Plasma Physics)
• cs.LG (Machine Learning)
• cs.AI (Artificial Intelligence)
• physics.med-ph (Medical Physics)

Conférences et Journaux Clés

• Nuclear Science and Engineering (ANS)
• Annals of Nuclear Energy
• Nuclear Engineering and Design
• IEEE Transactions on Nuclear Science
• Fusion Engineering and Design
• Journal of Nuclear Materials
• ANS Annual / Winter Meeting
• IAEA conferences (Fusion Energy, Nuclear Safety)
• ICONE / NURETH / PHYSOR
• IEEE NSS/MIC (Medical Imaging)

Ressources et Datasets

• OpenMC — code Monte Carlo open source
• MCNP / Serpent — codes standards
• GEANT4 / FLUKA — radiation transport
• RELAP5 / TRACE — accident analysis
• PyNE / NPTool — Python for nuclear engineering
• JANIS / ENDF/B-VIII.0 — nuclear data libraries
• IAEA databases — PRIS (Power Reactor), NUDAT
• ITER IMAS — Integrated Modelling & Analysis Suite
• OpenSCAD / Salome — geometry modeling