Imagerie Médicale : Fondements. Biophysique des radiations
|
|
- Henri Lefèvre
- il y a 7 ans
- Total affichages :
Transcription
1 Imagerie Médicale : Fondements Biophysique des radiations Master 2 MultiMedia : Image et Son Numériques Pascal Desbarats (desbarats@labri.fr) IMF : Biophysique des radiations p.1
2 Biophysique des radiations Fondements physiques pour l acquisition des images médicales : Particules et radiations. Structure énergétique de la matière. Interactions des rayonnements ionisants avec la matière. Production des rayons X. Radioactivité. Compteurs et détecteurs. Dosimétrie. Référence : Biophysique des radiations et imagerie médicale. J. Dutreix, A. Desgrez, B. Box, J.-M. Vinot. Collection Abrégés, MASSON, IMF : Biophysique des radiations p.2
3 Questions Quelle est la structure d un atome? Qu est-ce qu un photon? Qu est-ce qu un élément radioactif? IMF : Biophysique des radiations p.3
4 Particules et radiations Particules matérielles (1/2) Électron (négaton). Porteur d une charge élémentaire de signe négatif. Constitue le rayonnement cathodique des tubes à décharge et le rayonnement β des corps radio-actifs. Positon. Anti-particule de même masse que l électron mais de charge électrique et de moment magnétique opposés. Apparition éjecté de certains noyaux (radioactivité β + ) ou formation de paires (e +, e ). L interaction e + /e donne deux photons de 511 kev émis à 180 degrés. (Rappel : 1J = 6, ev ). IMF : Biophysique des radiations p.4
5 Particules et radiations Particules matérielles (2/2) Proton. Noyau de l atome d hydrogène. Charge élémentaire positive. Neutron. Masse légèrement supérieure au proton. Charge électrique nulle. Hors du noyau : particule instable. Neutrino. Masse non appréciable. Charge électrique nulle. Particule théorique servant à l explication de la radioactivité β. Mis en évidence depuis. IMF : Biophysique des radiations p.5
6 Particules et radiations Rayonnement électromagnétique Rayonnement électromagnétique : vaste domaine incluant les ondes radio, les rayons X et γ, la lumière... Double vibration E et B. Vitesse : c. Périodique de longueur d onde λ. IMF : Biophysique des radiations p.6
7 Spectre électromagnétique IMF : Biophysique des radiations p.7
8 Dualité Onde-Corpuscule Problème : le modèle précédent est insuffisant pour expliquer les échanges d énergie entre le rayonnement et la matière = Physique quantique. Un rayonnement E.M. de fréquence ν = λ c ne peut acquérir ou céder de l énergie que par quantités discontinues appelées quantum : E = h.ν où h = 4, ev.s (constante de Planck). Photon : particule sans existence au repos mais avec une énergie cinétique hν. Relation : mc 2 = hν soit m = h λc ou λ = h mc. (Remarque : Ondes accoustiques : phonon.) Aspect quantique TRÈS IMPORTANT dans les applications médicales des rayons X et γ. IMF : Biophysique des radiations p.8
9 Structure énergétique de la matière Atome = noyau composé de A nucléons (Z protons et A-Z neutrons). Charge électrique neutre Z électrons. A = nb de masse. Masse d un atome m = A N (N = 6, , nombre d Avogadro). Z = nb de charge ou numéro atomique. IMF : Biophysique des radiations p.9
10 Structure énergétique de la matière Tableau de Mendeleiev : IMF : Biophysique des radiations p.10
11 Structure énergétique de la matière Structure électronique des atomes : Modèle de Rutherford : les électrons décrivent des orbites circulaires autour du noyau. Définition d une condition d équilibre d un électron sur une orbite : énergie de liaison. Modèle de Bohr : caractère discontinu des énergies de liaison (notion de couche). Notion de quantification. Modèle de Sommerfeld : Notion de sous-couche. IMF : Biophysique des radiations p.11
12 Structure énergétique de la matière Absorption et émission d énergie par la structure de l atome : Ionisation : si une structure électronique absorbe une quantité d énergie E suffisante pour rompre la liaison de l un de ses électrons, celui-ci est libéré. Excitation : si la quantité d énergie E est insuffisante pour libérer un électron, il peut y avoir modification de la structure électronique. Lorsque l énergie est peut importante, ce sont surtout les niveaux extérieurs qui sont affectés Modification des propriétés chimiques. Fluorescence : s il y a ionisation ou excitation, l atome tend à retrouver un état stable par restitution de l énergie absorbée émission d un ou plusieurs photons. Phénomènes plus compliqués pour les molécules ou les cristaux (intérêt pour les détecteurs et les compteurs). IMF : Biophysique des radiations p.12
13 Interactions des électrons avec la matière Obtention d électrons en mouvement rapide : Emission β des radio-éléments. Accélérateurs d électrons. Projection d électrons secondaires par des photons X et γ. Interactions : Avec un électron : collision transfert d énergie à la matière. Avec un noyau : freinage production de rayons X de freinage. IMF : Biophysique des radiations p.13
14 Interactions des particules lourdes chargées avec la matière Intérêt moindre que les photons et les électrons mais problème de protection et intérêt en radiobiologie. Obtention : Réactions nucléaires. Désintégrations radio-actives spontanées. Bombardement de noyaux par des particules accélérées (cyclotron). Interactions : Perte progressive de l énergie au cours de collision avec des électrons. Trajectoire rectiligne et plus petite que celle d un électron. Densité des ionisations très élevée conséquences biologiques. IMF : Biophysique des radiations p.14
15 Interactions des neutrons avec la matière Obtention : Fission des atomes lourds. Bombardement de certains noyaux par des particules lourdes accélérées. Interactions : Perte progressive de l énergie au cours de collision avec des noyaux atomiques. Emission de protons ionisations par ces protons secondaires. Si ce sont des neutrons thermiques c est à dire dont l énergie cinétique est faible, ils sont absorbés par capture nucléaire production d isotopes souvent radio-actifs. IMF : Biophysique des radiations p.15
16 Interactions des photons avec la matière Un photon peut entrer en interaction avec un électron et plus rarement avec un noyau. Principales interactions entre les photons (X et γ) et la matière : Électrons Diffusion simple (Thomson-Rayleigh) Noyaux Matérialisation Effet Compton Réactions nucléaires Effet photo-électrique IMF : Biophysique des radiations p.16
17 Interactions des photons avec la matière Interactions avec un électron : Diffusion simple (thomson-rayleigh) : le photon est absorbé puis réémis dans une direction différente (équivaut à un simple changement de direction). Effet Compton : le photon incident transfère une partie de son énergie à l électron, le reste étant réémis sous la forme d un autre photon. Effet photo-électrique : absorption de la totalité de l énergie du photon, transfert à un électron ejecté, le reste de l énergie est transféré en énergie cinétique pour l électron. Interactions avec un noyau : Matérialisation : dans le champ électrique intense autour du noyau, le photon se matérialise en une paire (e +, e ). Réaction nucléaire : si le photon rencontre un noyau dans un état instable, il est absorbé par le noyau et se désintègre en émettant un neutron. IMF : Biophysique des radiations p.17
18 Questions Comment produire des rayons X? Comment produire des rayons γ? Comment détecter des particules? IMF : Biophysique des radiations p.18
19 Production des rayons X Collision d électrons incidents avec des électrons du milieu, = ionisation d atomes du milieu, = excès d énergie d un atome ayant perdu un électron d un couche profonde (énergie de liaison W i de l électron chassé), = retour à l état initial par émission d un ou plusieurs photons (U.V. et X) de fluorescence dont l énergie totale est W i. Le spectre de raies ne dépend que du milieu (spectre caractéristique). IMF : Biophysique des radiations p.19
20 Tube à rayons X Les raies sont spécifiques de l anode. Le milieu dans le tube est du vide pour ne pas freiner les électrons. IMF : Biophysique des radiations p.20
21 Le noyau Rappels Noyau : A nucleons dont Z protons et A Z neutrons. Le noyau est soumis à deux types de forces : des forces électrostatiques répulsives agissant entre les protons, des forces non électrostatiques attractives agissant sur les nucléons et fournissant une énergie de liaison W. A, Z, W définissent un type de noyau et donc un type d atome nuclide. Élément : les valeurs de Z définissent les différents éléments chimiques, Z correspond au numéro atomique. Ex : 53 I. Isotope : même Z, mais A Z différent. A est le nombre de masse. Ex : I, I, etc. IMF : Biophysique des radiations p.21
22 L énergie de liaison W W se traduit par un défaut de masse m tel que W = m.c 2. C est la différence entre la masse des A nucléons pris séparément (Z protons et A Z neutrons) et la masse du noyau constitué. Pour comparer les énergies de liaisons, on forme le rapport W A ou m A appelé défaut de masse par nucléon. IMF : Biophysique des radiations p.22
23 Isomères Isomère : pour une valeur donnée de Z et A Z, il peut y avoir plusieurs valeurs de W. Chacune d elles définit un état isomérique : comparable aux différents niveaux d excitation des électrons d un atome, W est quantifiée, le retour à leur état fondamental s accompagne d émission d énergie sous forme de photons γ (rappel : pour les électrons, ce sont des photons X), cette émission est le plus souvent instantanée, mais dans certains cas, la transition s effectue de manière aléatoire au cours du temps et il y a persistance des noyaux isomères isomère métastable. IMF : Biophysique des radiations p.23
24 Effet radioactif W se répartie inégalement entre les nucléons et évolue constamment au cours du temps. Seules certaines répartitions entre les nucléons sont possibles. Ces arrangements peuvent être stables ou instables. Lorsque tous les arrangements d un noyau sont stables, l atome persiste. Sinon, le noyau va se désintégrer au hasard du passage à un état instable état radioactif. IMF : Biophysique des radiations p.24
25 Constante radioactive et unités Soient n le nombre d arrangements possibles, n i le nombre de ceux-ci non stables, ν le nombre de changement d état par unité de temps. La probabilité de disparition d un noyau est alors de n i n ν t. On pose : λ = n i n ν constante radioactive. Exemples : Unités : 14 C : λ = 1, an 1. 1 chance sur / an. 24 Na : λ = 4, h 1. 4 chances sur 100 / heure. Ancienne : le Curie (Ci). 1Ci = 3, désintégrations par seconde (activité de 1g de Radium). Nouvelle (depuis 1976) : le Becquerel (Bq). 1Bq = 1 désintégration par seconde (1Ci = 37GBq). IMF : Biophysique des radiations p.25
26 Types de désintégration (1/2) Désintégration α pure : expulsion d un noyau d hélium 4 2He ou 4 2α. Cette désintégration concerne les nuclides les plus lourds. A ZX A 4 Z 2 Y +4 2 α Désintégration β pure : expulsion d un électron 0 1e. A ZX A Z+1 Y e L électron n existe pas dans le noyau. Il provient de : 1 on 1 1 p e. Désintégration β + pure : expulsion d un positon 0 +1e. A ZX A Z 1 Y e Le positon n existe pas dans le noyau. Il provient de : 1 1p 1 0 n e. IMF : Biophysique des radiations p.26
27 Types de désintégration (2/2) Capture électronique : capture d un électron dans le noyau. A ZX e A Z 1 Y Ce qui devient dans le noyau : 1 1p e 1 0 n. Ces désintégrations se faisant suivant des niveaux d énergie, l excédent est expulsé sous forme d un photon γ. IMF : Biophysique des radiations p.27
28 Compteurs & détecteurs (1/4) Principes généraux : Un compteur compte le nombre de particules qui le traverse. Il ne peut recevoir de particules que dans l angle solide Ω sous lequel il est vu par la source. Le rayonnement peut subir des interactions : absorption dans la source elle-même, dans le milieu traversé et/ou diffusion. Le nombre de particules est proportionnel au rendement R du détecteur. On effectue des mesures relatives et non absolues. problème de fluctuation du taux de comptage et d incertitude de mesure. IMF : Biophysique des radiations p.28
29 Compteurs & détecteurs (2/4) Détecteurs à gaz : Effet physique : ionisation d un gaz placé dans un champ électrique. Les charges électriques (ions positifs et négatifs) sont recueillies sur les électrodes. Mesure d un champ électrique. Plus la tension appliquée est importante, plus le nombre d ions détectés est important. Suivant les valeurs de la tension : chambre d ionisation, compteur proportionnel, compteur Geiger-Müller. IMF : Biophysique des radiations p.29
30 Compteurs & détecteurs (3/4) Détecteurs solides (ou liquides) : Compteur à scintillations : le plus utilisé pour les applications médicales, dans un milieu (solide ou liquide), l énergie des particules incidentes est absorbée, puis réémise avec un rendement fixe par émission de photons dans le domaine visible ou U.V. proche, généralement du cristal d iodure de sodium activé au thallium. Pour des rayons γ de faible énergie, on utilise des liquides scintillants dans lesquels on place la source. Détecteur à semi-conducteur : chambre à ionisation solide (cristaux). Remplace les compteurs proportionnels dans les laboratoires mais pas dans les applications médicales. Film : Autoradiographie. Pour les rayons γ dont le parcours dans la matière est faible. IMF : Biophysique des radiations p.30
31 Compteurs & détecteurs (4/4) Spectrométrie : Les compteurs donnent naissance à une impulsion électrique dont l amplitude est proportionnelle à l énergie absorbée par le détecteur. Il est possible (après amplification) de classer les impulsions électriques suivant leur tension et d en tracer le spectre. Intérêt : Identification des radioéléments. Amélioration du rapport signal sur bruit (SNR : Signal to Noise Ratio). Élimination du rayonnement diffusé. IMF : Biophysique des radiations p.31
32 Dosimétrie On s intéresse moins au rayonnement qu à ses effets sur la matière irradiée. La notion principale est celle de dose absorbée. On peut mesurer la dose directement ou indirectement. Directement : Calorimétrie. Méthode d ionisation. Autres méthodes (film, oxydation de sels ferreux, thermoluminescence, variation de conductivité d un semi-conducteur, etc.). Indirectement : Mesure de l énergie transférée par un faisceau de photons (KERMA : Kinetic Energy Released in Material). IMF : Biophysique des radiations p.32
Professeur Eva PEBAY-PEYROULA
3-1 : Physique Chapitre 8 : Le noyau et les réactions nucléaires Professeur Eva PEBAY-PEYROULA Année universitaire 2010/2011 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. Finalité du chapitre
Plus en détailLycée Galilée Gennevilliers. chap. 6. JALLU Laurent. I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2
Lycée Galilée Gennevilliers L'énergie nucléaire : fusion et fission chap. 6 JALLU Laurent I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2 II. Équivalence masse-énergie... 3 Bilan de masse de la
Plus en détailInteractions des rayonnements avec la matière
UE3-1 : Biophysique Chapitre 2 : Interactions des rayonnements avec la matière Professeur Jean-Philippe VUILLEZ Année universitaire 2011/2012 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés.
Plus en détailChapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX
Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX T ale S Introduction : Une réaction nucléaire est Une réaction nucléaire provoquée est L'unité de masse atomique est une unité permettant de manipuler aisément
Plus en détailChapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission
1re B et C 11 Réactions nucléaires, radioactivité et fission 129 Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission 1. Définitions a) Nucléides (= noyaux atomiques) Les nucléides renferment les
Plus en détailChapitre 6. Réactions nucléaires. 6.1 Généralités. 6.1.1 Définitions. 6.1.2 Lois de conservation
Chapitre 6 Réactions nucléaires 6.1 Généralités 6.1.1 Définitions Un atome est constitué d électrons et d un noyau, lui-même constitué de nucléons (protons et neutrons). Le nombre de masse, noté, est le
Plus en détailÉquivalence masse-énergie
CHPITRE 5 NOYUX, MSSE ET ÉNERGIE Équivalence masse-énergie. Équivalence masse-énergie Einstein a montré que la masse constitue une forme d énergie appelée énergie de masse. La relation entre la masse (en
Plus en détailIntroduction à la physique nucléaire et aux réacteurs nucléaires
Introduction à la physique nucléaire et aux réacteurs nucléaires Nassiba Tabti A.E.S.S. Physique (A.E.S.S. Physique) 5 mai 2010 1 / 47 Plan de l exposé 1 La Radioactivité Découverte de la radioactivité
Plus en détailTransformations nucléaires
Transformations nucléaires Stabilité et instabilité des noyaux : Le noyau d un atome associé à un élément est représenté par le symbole A : nombre de masse = nombre de nucléons (protons + neutrons) Z :
Plus en détailLa physique nucléaire et ses applications
La physique nucléaire et ses applications I. Rappels et compléments sur les noyaux. Sa constitution La représentation symbolique d'un noyau est, dans laquelle : o X est le symbole du noyau et par extension
Plus en détailChapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre)
Chapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre) 1. A la découverte de la radioactivité. Un noyau père radioactif est un noyau INSTABLE. Il se transforme en un noyau fils STABLE
Plus en détailPOLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif -
POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif - 1 Suite énoncé des exos du Chapitre 14 : Noyaux-masse-énergie I. Fission nucléaire induite (provoquée)
Plus en détailChapitre 5 : Noyaux, masse et énergie
Chapitre 5 : Noyaux, masse et énergie Connaissances et savoir-faire exigibles : () () (3) () (5) (6) (7) (8) Définir et calculer un défaut de masse et une énergie de liaison. Définir et calculer l énergie
Plus en détail8/10/10. Les réactions nucléaires
Les réactions nucléaires En 1900, à Montréal, Rutherford observa un effet curieux, lors de mesures de l'intensité du rayonnement d'une source de thorium [...]. L'intensité n'était pas la même selon que
Plus en détailA retenir : A Z m n. m noyau MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE
CP7 MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE 1 ) Relation d'équivalence entre la masse et l'énergie -énergie de liaison 2 ) Une unité d énergie mieux adaptée 3 ) application 4
Plus en détailPHY113 : Cours de Radioactivité 2009-2010
Cours de Radioactivité Le but de ce cours est de permettre aux étudiants qui seront amenés à utiliser des sources radioactives d acquérir les bases de la radioactivité. Aussi bien au niveau du vocabulaire
Plus en détailP17- REACTIONS NUCLEAIRES
PC A DOMICILE - 779165576 P17- REACTIONS NUCLEAIRES TRAVAUX DIRIGES TERMINALE S 1 Questions de cours 1) Définir le phénomène de la radioactivité. 2) Quelles sont les différentes catégories de particules
Plus en détailEXERCICES SUPPLÉMENTAIRES
Questionnaire EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES SCP 4010-2 LE NUCLÉAIRE, DE L'ÉNERGIE DANS LA MATIÈRE /263 FORME C Version corrigée: Équipe sciences LeMoyne d'iberville, septembre 2006. QUESTION 1 (5 pts) 1. La
Plus en détailTransformations nucléaires
I Introduction Activité p286 du livre Transformations nucléaires II Les transformations nucléaires II.a Définition La désintégration radioactive d un noyau est une transformation nucléaire particulière
Plus en détailAtelier : L énergie nucléaire en Astrophysique
Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique Elisabeth Vangioni Institut d Astrophysique de Paris Fleurance, 8 Août 2005 Une calculatrice, une règle et du papier quadrillé sont nécessaires au bon fonctionnement
Plus en détailC4: Réactions nucléaires, radioactivité et fission
1re B et C C4 Réactions nucléaires, radioactivité et fission 30 C4: Réactions nucléaires, radioactivité et fission 1. Définitions a) Nucléides (= noyaux atomiques) Les nucléides renferment les nucléons:
Plus en détailDM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION
Physique Chapitre 4 Masse, énergie, et transformations nucléaires DM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION Date :. Le 28 juin 2005, le site de Cadarache (dans les bouches du Rhône)
Plus en détailCompétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur
Compétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur Nature de l activité : Réaliser 3 types de productions écrites (réécriture de notes, production d une synthèse de documents, production d une argumentation)
Plus en détailEPREUVE COMMUNE DE TIPE 2009 partie D ANALYSES RADIOCHIMIQUES ET ISOTOPIQUES : LES TRACEURS RADIOACTIFS
EPREUVE COMMUNE DE TIPE 2009 partie D ANALYSES RADIOCHIMIQUES ET ISOTOPIQUES : LES TRACEURS RADIOACTIFS 5 Temps de préparation : 2 h 15 Temps de présentation devant le jury : 10 minutes Entretien avec
Plus en détailPartie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN
Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN Objectifs : Exploiter un spectre infrarouge pour déterminer des groupes caractéristiques Relier un spectre
Plus en détailLE COSMODETECTEUR : UN EXEMPLE DE CHAÎNE DE MESURE
LE COSMODETECTEUR : UN EXEMPLE DE CHAÎNE DE MESURE Enseignement : 1 ère STL Mesures et instrumentation Thème : Instrumentation : Instruments de mesure, chaîne de mesure numérique Notions et contenus :
Plus en détailA. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire
Énergie Table des A. Énergie 1. 2. 3. La centrale Énergie Table des Pour ce chapitre du cours il vous faut à peu près 90 minutes. A la fin de ce chapitre, vous pouvez : -distinguer entre fission et fusion.
Plus en détailPanorama de l astronomie
Panorama de l astronomie 7. Les étoiles : évolution et constitution des éléments chimiques Karl-Ludwig Klein, Observatoire de Paris Gaël Cessateur & Gilles Theureau, Lab Phys. & Chimie de l Environnement
Plus en détailLes rayons X. Olivier Ernst
Les rayons X Olivier Ernst Lille La physique pour les nuls 1 Une onde est caractérisée par : Sa fréquence F en Hertz (Hz) : nombre de cycle par seconde Sa longueur λ : distance entre 2 maximum Sa vitesse
Plus en détailHistorique. Les radiations nucléaires 1
Les radiations nucléaires Dans notre vie de tous les jours, nous sommes continuellement bombardés de radiations de toutes sortes. Certaines sont naturelles et d autres, artificielles. Les premières proviennent
Plus en détailEnergie nucléaire. Quelques éléments de physique
Energie nucléaire Quelques éléments de physique Comment produire 1 GW électrique Nucléaire (rendement 33%) Thermique (38%) Hydraulique (85%) Solaire (10%) Vent : 27t d uranium par an : 170 t de fuel par
Plus en détail5 >L énergie nucléaire: fusion et fission
LA COLLECTION > 1 > L atome 2 > La radioactivité 3 > L homme et les rayonnements 4 > L énergie 6 > Le fonctionnement d un réacteur nucléaire 7 > Le cycle du combustible nucléaire 8 > La microélectronique
Plus en détailFICHE 1 Fiche à destination des enseignants 1S 16 Y a-t-il quelqu un pour sauver le principe de conservation de l énergie?
FICHE 1 Fiche à destination des enseignants 1S 16 Y a-t-il quelqu un pour sauver le principe de conservation de l énergie? Type d'activité Activité avec démarche d investigation, étude documentaire (synthèse
Plus en détailANALYSE SPECTRALE. monochromateur
ht ANALYSE SPECTRALE Une espèce chimique est susceptible d interagir avec un rayonnement électromagnétique. L étude de l intensité du rayonnement (absorbé ou réémis) en fonction des longueurs d ode s appelle
Plus en détailEnergie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème - 2014/2015
Energie Nucléaire Principes, Applications & Enjeux 6 ème - 2014/2015 Quelques constats Le belge consomme 3 fois plus d énergie que le terrien moyen; (0,56% de la consommation mondiale pour 0,17% de la
Plus en détaila. Fusion et énergie de liaison des noyaux b. La barrière Coulombienne c. Effet tunnel & pic de Gamov
V. Les réactions r thermonucléaires 1. Principes a. Fusion et énergie de liaison des noyaux b. La barrière Coulombienne c. Effet tunnel & pic de Gamov 2. Taux de réactions r thermonucléaires a. Les sections
Plus en détailTD 9 Problème à deux corps
PH1ME2-C Université Paris 7 - Denis Diderot 2012-2013 TD 9 Problème à deux corps 1. Systèmes de deux particules : centre de masse et particule relative. Application à l étude des étoiles doubles Une étoile
Plus en détailLycée français La Pérouse TS. L énergie nucléaire CH P6. Exos BAC
SVOIR Lycée français La Pérouse TS CH P6 L énergie nucléaire Exos BC - Définir et calculer un défaut de masse et une énergie de liaison. - Définir et calculer l'énergie de liaison par nucléon. - Savoir
Plus en détailDIFFRACTion des ondes
DIFFRACTion des ondes I DIFFRACTION DES ONDES PAR LA CUVE À ONDES Lorsqu'une onde plane traverse un trou, elle se transforme en onde circulaire. On dit que l'onde plane est diffractée par le trou. Ce phénomène
Plus en détailRadioactivité et chimie nucléaire
Radioactivité et chimie nucléaire ) Rappels sur la structure de l atome et du noyau D après le modèle lacunaire de Rutherford, l atome se subdivise en deux parties : - le noyau : minuscule grain de matière
Plus en détailRésonance Magnétique Nucléaire : RMN
21 Résonance Magnétique Nucléaire : RMN Salle de TP de Génie Analytique Ce document résume les principaux aspects de la RMN nécessaires à la réalisation des TP de Génie Analytique de 2ème année d IUT de
Plus en détailBTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1
BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1 I. L ATOME NOTIONS EÉLEÉMENTAIRES DE CIMIE Les atomes sont des «petits grains de matière» qui constituent la matière. L atome est un système complexe que l on
Plus en détailNOYAU, MASSE ET ENERGIE
NOYAU, MASSE ET ENERGIE I - Composition et cohésion du noyau atomique Le noyau atomique est composé de nucléons (protons+neutrons). Le proton a une charge positive comparativement au neutron qui n'a pas
Plus en détailFUSION PAR CONFINEMENT MAGNÉTIQUE
FUSION PAR CONFINEMENT MAGNÉTIQUE Séminaire de Xavier GARBET pour le FIP 06/01/2009 Anthony Perret Michel Woné «La production d'énergie par fusion thermonucléaire contrôlée est un des grands défis scientifiques
Plus en détailTHEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE
THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE 1. RAPPEL: L ATOME CONSTITUANT DE LA MATIERE Toute la matière de l univers, toute substance, vivante ou inerte, est constituée à partir de particules
Plus en détailC3. Produire de l électricité
C3. Produire de l électricité a. Electricité : définition et génération i. Définition La matière est constituée d. Au centre de l atome, se trouve un noyau constitué de charges positives (.) et neutres
Plus en détailComprendre l Univers grâce aux messages de la lumière
Seconde / P4 Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière 1/ EXPLORATION DE L UNIVERS Dans notre environnement quotidien, les dimensions, les distances sont à l échelle humaine : quelques mètres,
Plus en détailPHYSIQUE Discipline fondamentale
Examen suisse de maturité Directives 2003-2006 DS.11 Physique DF PHYSIQUE Discipline fondamentale Par l'étude de la physique en discipline fondamentale, le candidat comprend des phénomènes naturels et
Plus en détailPrincipe et fonctionnement des bombes atomiques
Principe et fonctionnement des bombes atomiques Ouvrage collectif Aurélien Croc Fabien Salicis Loïc Bleibel http ://www.groupe-apc.fr.fm/sciences/bombe_atomique/ Avril 2001 Table des matières Introduction
Plus en détailPanorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques
Panorama de l astronomie 7. Spectroscopie et applications astrophysiques Karl-Ludwig Klein, Observatoire de Paris Gilles Theureau, Grégory Desvignes, Lab Phys. & Chimie de l Environement, Orléans Ludwig.klein@obspm.fr,
Plus en détailChapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :
Chapitre 02 La lumière des étoiles. I- Lumière monochromatique et lumière polychromatique. )- Expérience de Newton (642 727). 2)- Expérience avec la lumière émise par un Laser. 3)- Radiation et longueur
Plus en détailDe la physico-chimie à la radiobiologie: nouveaux acquis (I)
De la physico-chimie à la radiobiologie: nouveaux acquis (I) Collaboration: - Laboratoire de Radiotoxicologie et Oncologie (L. Sabatier) CEA, DSV - Laboratoire de Génotoxicité et Modulation de l Expression
Plus en détailÀ propos d ITER. 1- Principe de la fusion thermonucléaire
À propos d ITER Le projet ITER est un projet international destiné à montrer la faisabilité scientifique et technique de la fusion thermonucléaire contrôlée. Le 8 juin 005, les pays engagés dans le projet
Plus en détailChap 2 : Noyaux, masse, énergie.
Physique. Partie 2 : Transformations nucléaires. Dans le chapitre précédent, nous avons étudié les réactions nucléaires spontanées (radioactivité). Dans ce nouveau chapitre, après avoir abordé le problème
Plus en détailRayonnements dans l univers
Terminale S Rayonnements dans l univers Notions et contenu Rayonnements dans l Univers Absorption de rayonnements par l atmosphère terrestre. Etude de documents Compétences exigibles Extraire et exploiter
Plus en détailChapitre 11 Bilans thermiques
DERNIÈRE IMPRESSION LE 30 août 2013 à 15:40 Chapitre 11 Bilans thermiques Table des matières 1 L état macroscopique et microcospique de la matière 2 2 Énergie interne d un système 2 2.1 Définition.................................
Plus en détail- I - Fonctionnement d'un détecteur γ de scintillation
U t i l i s a t i o n d u n s c i n t i l l a t e u r N a I M e s u r e d e c o e ffi c i e n t s d a t t é n u a t i o n Objectifs : Le but de ce TP est d étudier les performances d un scintillateur pour
Plus en détailMécanique Quantique EL OUARDI EL MOKHTAR LABORATOIRE MÉCANIQUE & ÉNERGÉTIQUE SPÉCIALITÉ : PROCÈDES & ÉNERGÉTIQUE. E-MAIL : dataelouardi@yahoo.
Mécanique Quantique EL OUARDI EL MOKHTAR LABORATOIRE MÉCANIQUE & ÉNERGÉTIQUE SPÉCIALITÉ : PROCÈDES & ÉNERGÉTIQUE E-MAIL : dataelouardi@yahoo.fr Site Web : dataelouardi.jimdo.com La physique en deux mots
Plus en détailOpérateur d analyseurs à fluorescence X portatifs. Livret de renseignements sur la certification et la préparation relatives aux évaluations
Livret de préparation à l examen de RNCan Version 3 - Révisé 17/12/2010 Opérateur d analyseurs à fluorescence X portatifs Livret de renseignements sur la certification et la préparation relatives aux évaluations
Plus en détailTS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée
TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée EXERCICE I : PRINCIPE D UNE MINUTERIE (5,5 points) A. ÉTUDE THÉORIQUE D'UN DIPÔLE RC SOUMIS À UN ÉCHELON DE TENSION.
Plus en détailStage : "Développer les compétences de la 5ème à la Terminale"
Stage : "Développer les compétences de la 5ème à la Terminale" Session 2014-2015 Documents produits pendant le stage, les 06 et 07 novembre 2014 à FLERS Adapté par Christian AYMA et Vanessa YEQUEL d après
Plus en détailQu est-ce qu un ordinateur quantique et à quoi pourrait-il servir?
exposé UE SCI, Valence Qu est-ce qu un ordinateur quantique et à quoi pourrait-il servir? Dominique Spehner Institut Fourier et Laboratoire de Physique et Modélisation des Milieux Condensés Université
Plus en détailStructure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide
Structure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide Prof. Marc HENRY Chimie Moléculaire du Solide Institut Le Bel, 4, Rue Blaise Pascal 67070 Strasbourg Cedex, France Tél: 03.68.85.15.00 e-mail:
Plus en détailFluorescent ou phosphorescent?
Fluorescent ou phosphorescent? On entend régulièrement ces deux termes, et on ne se préoccupe pas souvent de la différence entre les deux. Cela nous semble tellement complexe que nous préférons rester
Plus en détailBAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30
Terminales S1, S2, S3 2010 Vendredi 29 janvier BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES Durée : 3 heures 30 Toutes les réponses doivent être correctement rédigées et justifiées. Chaque exercice sera traité sur une
Plus en détailEnseignement secondaire
Enseignement secondaire Classe de IIIe Chimie 3e classique F - Musique Nombre de leçons: 1.5 Nombre minimal de devoirs: 4 devoirs par an Langue véhiculaire: Français I. Objectifs généraux Le cours de chimie
Plus en détailINTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE
INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE Table des matières 1 Introduction : 2 2 Comment obtenir un spectre? : 2 2.1 Étaller la lumière :...................................... 2 2.2 Quelques montages possibles
Plus en détailpar Alain Bonnier, D.Sc.
par Alain Bonnier, D.Sc. 1. Avons-nous besoin d autres sources d énergie? 2. Qu est-ce que l énergie nucléaire? 3. La fusion nucléaire Des étoiles à la Terre... 4. Combien d énergie pourrait-on libérer
Plus en détailChapitre 2 RÉACTIONS NUCLÉAIRES
Chapitre 2 RÉACTIONS NUCLÉAIRES 2.1 Généralités 2.1.1 Loi de décroissance exponentielle Rutherford et Soddy (1902). Un atome excité retourne à son état fondamental en émettant un photon. Dans le domaine
Plus en détailLa physique nucléaire
SPH3U ÉDITION 2010 Physique Guide pédagogique Le présent guide sert de complément à la série d émissions intitulée, produite par TFO, l Office de la télévision éducative de langue française de l Ontario.
Plus en détailComment réaliser physiquement un ordinateur quantique. Yves LEROYER
Comment réaliser physiquement un ordinateur quantique Yves LEROYER Enjeu: réaliser physiquement -un système quantique à deux états 0 > ou 1 > -une porte à un qubitconduisant à l état générique α 0 > +
Plus en détailChapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire
Chapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire - Notre Galaxie - Amas stellaires - Milieu interstellaire - Où sommes-nous? - Types de galaxies - Interactions entre galaxies Notre Galaxie
Plus en détailA) Les réactions de fusion nucléaire dans les étoiles comme le Soleil.
INTRODUCTION : Un enfant qui naît aujourd hui verra s éteindre une part importante de nos ressources énergétiques naturelles. Aujourd hui 87% de notre énergie provient de ressources non renouvelables (Charbon,
Plus en détailLa physique quantique couvre plus de 60 ordres de grandeur!
La physique quantique couvre plus de 60 ordres de grandeur! 10-35 Mètre Super cordes (constituants élémentaires hypothétiques de l univers) 10 +26 Mètre Carte des fluctuations du rayonnement thermique
Plus en détail3 Charges électriques
3 Charges électriques 3.1 Electrisation par frottement Expérience : Frottons un bâton d ébonite avec un morceau de peau de chat. Approchonsle de petits bouts de papier. On observe que les bouts de papier
Plus en détailContenu pédagogique des unités d enseignement Semestre 1(1 ère année) Domaine : Sciences et techniques et Sciences de la matière
Contenu pédagogique des unités d enseignement Semestre 1(1 ère année) Domaine : Sciences et techniques et Sciences de la matière Algèbre 1 : (Volume horaire total : 63 heures) UE1 : Analyse et algèbre
Plus en détailPHYSIQUE QUANTIQUE ET STATISTIQUE PHYS-H-200
UNIVERSITÉ LIBRE DE BRUXELLES Faculté des sciences appliquées Bachelier en sciences de l ingénieur, orientation ingénieur civil Deuxième année PHYSIQUE QUANTIQUE ET STATISTIQUE PHYS-H-200 Daniel Baye revu
Plus en détailÉNERGIE : DÉFINITIONS ET PRINCIPES
DÉFINITION DE L ÉNERGIE FORMES D ÉNERGIE LES GRANDS PRINCIPES DE L ÉNERGIE DÉCLINAISONS DE L ÉNERGIE RENDEMENT ET EFFICACITÉ DÉFINITION DE L ÉNERGIE L énergie (du grec : force en action) est ce qui permet
Plus en détailFigure 1 : Diagramme énergétique de la photo émission. E B = hν - E C
ANALYSE XPS (ESCA) I - Principe La spectroscopie XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) ou ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) est basée sur la photo émission. Lors de l'irradiation par
Plus en détailGroupe professionnel énergie de Centrale Nantes Intergroupe des centraliens de l énergie
Groupe professionnel énergie de Centrale Nantes Intergroupe des centraliens de l énergie Conférence du 19 mai 2006 rue Jean Goujon, 19h certitudes et incertitudes sur la fusion nucléaire - rôle d ITER
Plus en détailLE VIDE ABSOLU EXISTE-T-IL?
Document professeur Niveau : Seconde LE VIDE ABSOLU EXISTE-T-IL? Compétences mises en œuvre : S approprier : extraire l information utile. Communiquer. Principe de l activité : La question posée à la classe
Plus en détailApplication à l astrophysique ACTIVITE
Application à l astrophysique Seconde ACTIVITE I ) But : Le but de l activité est de donner quelques exemples d'utilisations pratiques de l analyse spectrale permettant de connaître un peu mieux les étoiles.
Plus en détailStabilité et Réactivité Nucléaire
Chapitre 1 Stabilité et Réactivité Nucléaire Les expériences, maintes fois répétées, montraient chaque fois que les déflexions subies par les particules chargées en interaction avec les noyaux ne correspondaient
Plus en détailCours d électricité. Introduction. Mathieu Bardoux. 1 re année. IUT Saint-Omer / Dunkerque Département Génie Thermique et Énergie
Cours d électricité Introduction Mathieu Bardoux mathieu.bardoux@univ-littoral.fr IUT Saint-Omer / Dunkerque Département Génie Thermique et Énergie 1 re année Le terme électricité provient du grec ἤλεκτρον
Plus en détailChapitre I- Le champ électrostatique. I.1.1- Phénomènes électrostatiques : notion de charge électrique
Chapitre I- Le champ électrostatique I.- Notions générales I..- Phénomènes électrostatiques : notion de charge électrique Quiconque a déjà vécu l expérience désagréable d une «décharge électrique» lors
Plus en détailNOTICE DOUBLE DIPLÔME
NOTICE DOUBLE DIPLÔME MINES ParisTech / HEC MINES ParisTech/ AgroParisTech Diplômes obtenus : Diplôme d ingénieur de l Ecole des Mines de Paris Diplôme de HEC Paris Ou Diplôme d ingénieur de l Ecole des
Plus en détailINTRODUCTION A LA FUSION THERMONUCLEAIRE
INTRODUCTION A LA FUSION THERMONUCLEAIRE I) PRINCIPE Considérons l'énergie de liaison par nucléons pour différents noyaux (Fig. I.1). En examinant la figure I-1, nous constatons que deux types de réactions
Plus en détailPROGRAMME DE PHYSIQUE - CHIMIE EN CLASSE DE SECONDE GÉNÉRALE ET TECHNOLOGIQUE
PROGRAMME DE PHYSIQUE - CHIMIE EN CLASSE DE SECONDE GÉNÉRALE ET TECHNOLOGIQUE Préambule Objectifs La culture scientifique et technique acquise au collège doit permettre à l élève d avoir une première représentation
Plus en détailDossier «L énergie nucléaire»
Dossier «L énergie nucléaire» (ce dossier est en ligne sur le site de La main à la pâte : http://www.inrp.fr/lamap/?page_id=16&action=2&element_id=374&domainsciencetype_id=7) Rédacteur David WILGENBUS
Plus en détailRAPPORT DE STAGE Par Sébastien BERCHET
RAPPORT DE STAGE Par Sébastien BERCHET Système de prélèvement d eau tritiée atmosphérique à l aide d un dispositif autonome Stage de 1ère année de BTS TPIL1 réalisé au sein de la SEIVA. (du 20 avril 2009
Plus en détailSYSTEME DE PARTICULES. DYNAMIQUE DU SOLIDE (suite) Table des matières
Physique Générale SYSTEME DE PARTICULES DYNAMIQUE DU SOLIDE (suite) TRAN Minh Tâm Table des matières Applications de la loi de Newton pour la rotation 93 Le gyroscope........................ 93 L orbite
Plus en détailPrincipe de fonctionnement des batteries au lithium
Principe de fonctionnement des batteries au lithium Université de Pau et des pays de l Adour Institut des Sciences Analytiques et de Physicochimie pour l Environnement et les Matériaux 22 juin 2011 1 /
Plus en détail1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.
Référentiel CAP Sciences Physiques Page 1/9 SCIENCES PHYSIQUES CERTIFICATS D APTITUDES PROFESSIONNELLES Le référentiel de sciences donne pour les différentes parties du programme de formation la liste
Plus en détailnucléaire 11 > L astrophysique w Science des étoiles et du cosmos
LA COLLECTION w 1 w L atome 2 w La radioactivité 3 w L homme et les rayonnements 4 w L énergie 5 w L énergie nucléaire : fusion et fission 6 w Le fonctionnement d un réacteur nucléaire 7 w Le cycle du
Plus en détailChoix multiples : Inscrire la lettre correspondant à la bonne réponse sur le tiret. (10 pts)
SNC1D test d électricité Nom : Connaissance et Habiletés de la pensée compréhension (CC) (HP) Communication (Com) Mise en application (MA) 35 % 30 % 15 % 20 % /42 /31 grille /19 Dans tout le test, les
Plus en détailProcédés plasmas à faisceau d ions. P.Y. Tessier
Procédés plasmas à faisceau d ions P.Y. Tessier Institut des Matériaux Jean Rouxel, CNRS Groupe des plasmas et des couches minces Université de Nantes Plan Introduction Gravure par faisceau d ions Dépôt
Plus en détailNUAGES INTERSTELLAIRES ET NEBULEUSES
NUAGES INTERSTELLAIRES ET NEBULEUSES P. Sogorb I. INTRODUCTION Les milliards d étoiles qui forment les galaxies, baignent dans un milieu interstellaire qui représente, dans le cas de notre Galaxie, 10
Plus en détailRADIATION ALERT NOTICE D EMPLOI POUR LES COMPTEURS MONITOR 4, MONITOR 4EC, MONITOR 5 ET MC1K VEUILLEZ LIRE ATTENTIVEMENT L INTÉGRALITÉ DE CE MANUEL
RADIATION ALERT NOTICE D EMPLOI POUR LES COMPTEURS MONITOR 4, MONITOR 4EC, MONITOR 5 ET MC1K VEUILLEZ LIRE ATTENTIVEMENT L INTÉGRALITÉ DE CE MANUEL FABRIQUÉ AUX ÉTATS-UNIS NOTICE D EMPLOI POUR LES COMPTEURS
Plus en détailOù est passée l antimatière?
Où est passée l antimatière? CNRS-IN2P3 et CEA-DSM-DAPNIA - T1 Lors du big-bang, à partir de l énergie disponible, il se crée autant de matière que d antimatière. Alors, où est passée l antimatière? Existe-t-il
Plus en détailI. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.
DE3: I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable. Aujourd hui, nous obtenons cette énergie électrique en grande partie
Plus en détail