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Année scolaire : 2005-2006
Formation initiale d'ingénieurs TITRE DE L'UV : Physique des Rayonnements Ionisants
REFERENCE : ST107RI (OPTION : NTSE)
NOM DU RESPONSABLE : L. Luquin
SEMESTRE : S7 CREDITS ECTS : 7
TEMPS A L'EMPLOI DU TEMPS :90 heures TEMPS TRAVAIL PERSONNEL : 60 heures
LANGUE (oui/non) : FR : OUI ANG : NON FR et ANG :
NON
1. CONTEXTE ET DESCRIPTION SOMMAIRE Cette UV constitue le socle de connaissances indispensables pour intervenir
dans le domaine nucléaire. C'est l'UV de référence du domaine nucléaire
quelque soit le champ d'applications dans lequel l'ingénieur NTSE
interviendra. Elle permettra de comprendre l'origine des rayonnements
ionisants au niveau atomique ainsi que leurs modes d'interaction avec la
matière. Ces deux aspects seront étudiés du point de vue théorique mais
aussi pratique lors de séances de TP. 2. OBJECTIFS COURS CIBLES : Tous les cours du domaine nucléaire Les principaux objectifs de l'UV sont : . Comprendre les processus physiques à l'origine de la radioactivité au
travers de la description des découvertes du 20 éme siècle. . Etre capable de quantifier les effets des rayonnements ionisants issus
de la radioactivité ou des réactions nucléaires sur la matière. . Réaliser quelques expériences simples mettant en jeu les rayonnements
et leurs effets sur la matière. A l'issue de l'UV l'élève sera par exemple capable de déterminer l'activité
d'une source ou de calculer l'énergie déposée par un flux de particules
dans des matériaux. Il sera également en mesure de d'interpréter des
relevés de radioactivité. Partout ou une évaluation des effets de la radioactivité et des
rayonnements ionisants est nécessaire, les compétences développées dans
cette UV seront utilisées.
3. CONDITIONS D'ENTREE COURS REQUIS : titre et
réf :........................................................................
............................................
titre et
réf :........................................................................
............................................ Pour suivre cette UV il faut avoir quelques notions de physique de base et
maîtriser l'intégration et la résolution d'équations différentielles.
Quelques notions élémentaires en statistique sont également nécessaires
(distribution Normale, distribution de Landau, loi de Poisson...) 4. CONTENU ET ORGANISATION PEDAGOGIQUE Septembre à Janvier 1. Contenu Cette UV se compose de trois modules de 30 h dispensés sous forme de cours
et TD intégrés :
. Physique subatomique et radioactivité : Cours de base du domaine
visant à définir les caractéristiques essentielles de l'atome et du
noyau atomique. Permet de comprendre ce qu'est la radioactivité et les
mécanismes de réactions nucléaires.
. Interaction Rayonnement Matière : Cours de base du domaine donnant une
description des processus physiques mis en jeu lors du passage de
particules chargées ou non dans la matière. Application de ces
principes aux détecteurs. La simulation informatique de ces
interactions est également abordée au travers de TP avec le logiciel
GEANT.
. Détection des rayonnements Ionisants : Travaux d'application au cours
desquels tous les types de rayonnements ionisants sont mis en évidence
par des mesures. Ce cours met en pratique les connaissances de l'élève
en ce qui concerne l'interaction des rayonnements ionisants avec la
matière et développe ses capacités d'analyse physique des phénomènes. 2. Situations d'apprentissage et activités pédagogiques
A renseigner obligatoirement :
Cours :2x30h Travaux Dirigés :0h Projets:0h
Activités pratiques :30h Conférences : 0h Evaluations :
3x2,5h
Le cours Physique subatomique et radioactivité est organisé en Cours/TD
intégrés.
Le cours interaction Rayonnement Matière comporte des cours magistraux avec
des exemples de calculs et des séances de simulations informatiques.
Le tout est illustré par les TP de Détection des rayonnement ionisants. 3. Supports pédagogiques Des polycopiés des cours ainsi que des fascicules seront distribués aux
élèves. Des documents seront également déposés sur Campus. 5. MODES ET CRITERES D'EVALUATION
Nombre d'évaluations (à renseigner obligatoirement) :
Individuel écrit : 3 Individuel oral : ..................
Collectif écrit : .................. Collectif oral :
..................
Les évaluations des cours se font sous forme de devoir surveillés, avec de
plus un rapport sur les TP de simulations informatiques sous GEANT.
Les TP font l'objet d'une séance d'examen individuel.
TITRE DE L'UV : Physique des Rayonnements Ionisants TITRE DU COURS : Physique subatomique et radioactivité
CHARGE DE COURS : V. Metivier
INTERVENANTS :
..............................................................................
................................................................
TEMPS A L'EMPLOI DU TEMPS : 30 heures TEMPS TRAVAIL PERSONNEL : 20heures
LANGUE (oui/non) : FR : Oui ANG : non FR et ANG :
non 1. CONTEXTE ET DESCRIPTION SOMMAIRE
Cours de base pour comprendre toutes les notions relatives à la
radioactivité 2. OBJECTIFS
* Appréhender les notions de base de la Physique Moderne.
* Définir les caractéristiques essentielles de l'atome et du noyau
atomique.
* Comprendre les réactions nucléaires et la radioactivité. 3. CONDITIONS D'ENTREE
Le cours de Physique moderne est une bonne façon de se préparer à la
physique SUBATOMIQUE.
4. CONDITIONS DE REALISATION
1. Contenu
* Éléments de mécanique ondulatoire et aspects quantiques.
* Notions de relativité.
* Du microscopique au macroscopique.
* Structure de l'atome et du noyau atomique.
* Particules élémentaires et interactions fondamentales.
* Réactions nucléaires (cas de la fusion, de la fission).
* Les différentes radioactivités.
* Les filiations radioactives.
2. Activités pédagogiques
Cours magistraux suivis de TD d'application
3. Supports pédagogiques
Polycopié distribué en cours de module et documents déposés sur Campus.
4. Bibliographie
Manuel de radioactivité à l'usage des utilisateurs - tomes 1 et 2 J.Foos -
Ed Formascience
6. CRITERES D'EVALUATION ET DE REUSSITE
Compréhension des notions et aptitude à les réutiliser dans un autre
contexte. TITRE DE L'UV : Physique des Rayonnements Ionisants TITRE DU COURS : INTERACTION RAYONNEMENT - MATIERE
CHARGE DE COURS : J.P. Cussonneau
INTERVENANTS :
..............................................................................
................................................................
TEMPS A L'EMPLOI DU TEMPS : 30 heures TEMPS TRAVAIL PERSONNEL : 20heures
LANGUE (oui/non) : FR : Oui ANG : non FR et ANG :
non 1. CONTEXTE ET DESCRIPTION SOMMAIRE
Cours de base pour comprendre toutes les notions relatives à l'interaction
des rayonnements ionisants avec la matière et être capable d'en faire des
simulations. 2. OBJECTIFS * Comprendre les processus physiques d'interactions des rayonnements avec
la matière. * Introduire les différentes méthodes de détection de ces rayonnements. * Simuler le passage des particules dans la matière. 3. CONDITIONS D'ENTREE
Le cours de Physique moderne est une bonne façon de se préparer à la l'IRM.
4. CONDITIONS DE REALISATION
1. Contenu
* Étude des rayonnements GAMMA : effet photoélectrique, effet Compton,
matérialisation, parcours.
* Rayonnement BETA : perte d'énergie, parcours.
* Rayonnement ALPHA, ions lourds : perte d'énergie, parcours, courbe de
Bragg.
* Neutrons : diffusion, thermalisation, capture.
* Rayonnement cosmique et autres types de particules (muons, neutrinos,
...).
* Simulation à l'aide du programme GEANT.
2. Activités pédagogiques
Cours magistraux suivis de TD d'application et de TP
3. Supports pédagogiques
Polycopié distribué en cours de module et documents déposés sur Campus.
4. Bibliographie
* Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, W.R.Leo,
Springer Verlag.
* Introduction au génie nucléaire. 1 Neutronique et matériaux. Ed INSTN CEA
Collection enseignement. 4. CRITERES D'EVALUATION ET DE REUSSITE
Compréhension des notions et aptitude à les réutiliser dans un autre
contexte.
TITRE DE L'UV : Physique des Rayonnements Ionisants TITRE DU COURS : DETECTION DES RAYONNEMENTS IONISANTS
CHARGE DE COURS : Ahmed Rahmani
INTERVENANTS :
..............................................................................
................................................................
TEMPS A L'EMPLOI DU TEMPS : 30 heures TEMPS TRAVAIL PERSONNEL : 10heures
LANGUE (oui/non) : FR : Oui ANG : non FR et ANG :
non 5. CONTEXTE ET DESCRIPTION SOMMAIRE
Ce module est la première prise de contact avec les méthodes de mesure de
la radioactivité. 6. OBJECTIFS
Mise en évidence des rayonnements ionisants
Apprentissage de la gestion d'une expérience: mise en oeuvre, acquisition
des données, interprétation des résultats. 7. CONDITIONS DE REALISATION
1. Contenu
* Détection des rayonnements alpha et gamma
* Analyse des spectres d'émission gamma
* Etude de l'absorption des rayonnements alpha et gamma
* Mesure des périodes radioactives
* Etude des distributions statistiques
2. Activités pédagogiques
TP d'application réalisés à l'université de