Volumes horaires
- CM 30.0
- Projet 0
- TD 10.0
- Stage 0
- TP 4.0
Crédits ECTS
Crédits ECTS 4.0
Objectif(s)
- Interactions rayonnement - matière (22h)
Ce cours, préambule du cours de détection nucléaire, présente les modes d'interaction des rayonnements ionisants chargés (particules alpha, ions, électrons/positrons) et neutres (neutrons, photons) lors de leur traversée dans la matière - typiquement un détecteur de radiation. Une introduction à la radioprotection (sous forme d'interaction rayonnement-matière biologique) introduisant les grandeurs typiques et leurs unités, conclut le cours.
- Détecteurs nucléaires (22h)
Le principe général de fonctionnement d'un détecteur est de convertir l'énergie radiée par une particule (voir cours Interaction rayonnement-matière) en un signal accessible à notre perception. Ce cours introduit les principes physiques de fonctionnement des détecteurs nucléaires, et présente les différentes classes de détecteurs (chambres d'ionisation et proportionnelle, semi-conducteurs, scintillateurs) avec leurs caractéristiques.
Contenu(s)
- Interactions rayonnement matière (16h CM + 6h TD dédoublés)
I Généralités - Rappels - Unités
I.1 Composants de la matière et interactions
I.2 Unités et définitions
I.3 Notions de section efficace, libre parcours moyen
I.4 Expérience de Rutherford
I.5 Chocs élastiques coulombiens
II Particules chargées dans la matière
II.1 Pertes d'énergie des particules chargées lourdes
II.2 Pertes d'énergie des e + /e -
II.3 Autres interactions des particules chargées : rayonnements Cerenkov et de transition
III Interactions des photons dans la matière
IV Le neutron et ses interactions
V Interaction rayonnement-matière biologique
- Détecteurs nucléaires (14h CM + 4h TD + 4h BE dédoublés)
I - Introduction - Fonctionnement général d'un détecteur - Rappels de statistiques et de probabilités
II - Caractéristiques générales
Sensibilité - Linéarité
Pouvoir de résolution
Efficacité
Temps mort
III - Détecteurs basés sur l'ionisation des gaz
Ionisation, excitation et recombinaison
Transport des e- et des ions
Modes de fonctionnement - Avalanches
Formation du signal
TD
IV - Semi-conducteurs (ionisation dans les solides)
Rappels basiques de fonctionnement
Caractéristiques
V - Scintillateurs (émission de lumière)
Propriétés générales : temps de scintillation, rendement ...
Scintillateurs organiques
Scintillateurs inorganiques
Scintillateurs gazeux
Photomultiplicateurs
Couplage
VI - Détection des neutrons et application en réacteur
Prérequis
- Interactions rayonnement matière
Cours de physique nucléaire 1
- Détecteurs nucléaires
Cours interactions rayonnement matière
Contrôle des connaissances
Semestre 8 - L'examen existe uniquement en anglais 
Examen écrit (2 heures). 1 page A4 recto-verso formulaire (notes de cours) autorisée. Calculatrice requise. Les mêmes conditions s’appliquent pour la session de rattrapage.
Informations complémentaires
Le cours vaut 2.0 ECTS pour les étudiants du cursus UE Energie nucléaire
Le cours vaut 3.0 ECTS pour les étudiants du cursus Période 3 GEN
Semestre 8 - Le cours est donné uniquement en anglaisCursus ingénieur->Apprentissage MEP->Semestre 8
Cursus ingénieur->Filière GEN->Semestre 8
Cursus ingénieur->Cursus Internationaux->Semestre 8
Bibliographie
Glenn F. KNOLL, "Radiation Detection and Measurement", John Wiley and Sons Ed., 2010
William R. LEO, "Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: A How-To Approach", Springer-Verlag, 1994
Abdallah LYOUSSI et FrançoiseFOULON, "Détection de rayonnements et instrumentation nucléaire", EDP Sciences, 2010