Présentation

  • Auteur : Laurent Derome
  • Mise à jour :

L'unité d'enseignement de Physique Subatomique (PHY407i) proposée aux étudiants de première année du Master de Physique de l'UJF comprend 12h travaux pratiques réparties en trois séances. Les quatre TP proposés aux étudiants (chaque binôme fait donc trois des quatre TP) ont pour but de familiariser les étudiants aux techniques et concepts de base de la Physique subatomique. Ils viennent en application des enseignements Cours/TD de cette UE.

Déposez vos compte-rendus en ligne.

Les travaux pratiques

Les travaux pratiques de physique subatomique sont constitués de 3 séances de 4 heures. Lors d'une séance, l'étudiant aborde un des thèmes suivants :

TP 1 : Etude de l'atténuation des gamma par la matière. Mesure de la section efficace
Vous allez étudier la mesure de l'énergie des photons émis par le Césium à l'aide d'un photomultiplicateur dont l'alimentation et l'acquisition sont commandés par un PC. Dans un deuxième temps, vous étudierez l'atténuation de ces photons par différents matériaux. Le TP comprend les étapes suivantes : mise en route de la chaîne de mesure, étalonnage à l'aide de radioéléments connus, étude du spectre du césium 137, mesure du coefficient d'atténuation linéique de l'aluminium, du cadmium, du cuivre et du plomb et calcul des sections efficaces d'interaction.
TP 2 : Coïncidence gamma-gamma, prototype de la Tomographie par Emission de Positrons (TEP)
Il s'agit ici de détecter en coïncidence les deux photons provenant de l'annihilation d'un positon grâce à un systéme de détection composé de deux Photomultiplicateurs couplés à des scintillateurs NaI. On étudiera dans un premier temps la réponse du dispositif en fonction de l'angle entre les deux détecteurs et nous verrons ensuite comment appliquer cette technique dans le cas de la tomographie par émission de positons.
TP 3 : Etude des rayons cosmiques
Dans ce TP, vous allez mesurer le flux de muons cosmiques à l'aide de trois détecteurs de particules chargées montés en coïncidence. Ces détecteurs ne sont pas parfaits : d'une part, une partie du bruit de fond est enregistrée et d'autre part, les muons sont mesurés avec une efficacité inférieure à 100%. Dans un premier temps, vous réglerez la chaîne d'acquisition pour diminuer la sensibilité des détecteurs au bruit de fond. Vous estimerez ensuite l'acceptance géométrique, l'efficacité de détection des muons et l'importance de la contamination (bruit mesuré par le système de détection). Finalement, vous calculerez le flux absolu de muons, indépendant de la géométrie et de l'efficacité du détecteur utilisé.
TP 4 : Perte d'énergie de particules alpha dans l'air, pic de Bragg
On va chercher à mesurer comment les particules alpha sont freinées dans la matière. Une source radioactive nous fournira des particules alpha dont les caractéristiques (particules émises par unité de temps, énergie) seront mesurées par un détecteur à jonction en silicium. On mesurera l'atténuation et la perte d'énergie du faisceau qui aura traversé une longueur d'air variable. Ce TP permet de mettre en eévidence le pic de Bragg et trouve son application dans la hadronthérapie (traitements des tumeurs cancéreuses).

Organisation

Les séances de travaux pratiques ont lieu le mardi et le vendredi matin (de 8h à 12h), voir le plan d'acces à la plateforme.

les étudiants s'étant inscrit à l'UE PHY407i seront répartis dans des groupes d'environs 8 à 10 étudiants. Chaque groupe fait les 3 séances de TP trois mardis ou vendredis successifs. La composition des groupes vous sera communiqué par le secrétariat de physique. Attention les délais entre les inscriptions aux différentes UE et le début des travaux pratiques sont très cours. La composition des groupes est donc finalisée peu de temps avant la première séance du premier groupe.

Vous pouvez télécharger la Composition des groupes de TP pour l'année 2006-2007

Vous aurez au cours de vos trois séances à effectuer par roulement trois des quatre TP proposés. Le choix de votre parcours est libre, mais arrangez-vous entre binômes pour choisir à l'avance quels manips vous souhaitez faire.

Prenez le temps de lire l'énoncé avant la séance

Les fascicules des énoncés de TP sont disponibles au secrétariat du Master 1, passer en prendre un avant votre première séance.

Evaluation

La présence aux TP est obligatoire, en cas d'absence injustifiée l'UE ne pourra pas être validée. Si l'absence peut être justifiée, prenez rapidement contact avec les enseignants pour ratraper la séance.

Chaque binôme rédigera un compte rendu de TP qui sera rendu à la séance de TP suivante, pour la dernière séance les comptes rendus devront être déposés au secrétariat du Master 1 dans la semaine suivant le TP.

Le compte-rendu peut etre rendu sous forme manuscrite ou sous forme électronique (format .doc ou .pdf). Dans ce dernier cas, le fichier de compte-rendu sera déposé sur le site suivant : CLIQUEZ

Le mot de passe pour ce site est à demander à votre enseignant lors de la séance de TP. Vous pouvez aussi le demander par mail

La notation tiendra compte :

La note de TP est la moyenne des 3 notes de compte rendu, cette note est prise en compte dans la note globale de l'UE PHY407i.