Academic literature on the topic 'Rayonnement de freinage'

En 1994, l'attribution du prix Nobel à Cliff Shull et Bert Brockhouse pour leurs travaux de pionniers pendant les années 50, concernant tant la diffusion élastique des neutrons que la diffusion inélastique, a été la reconnaissance éclatante de l'importance de la diffusion neutronique pour toute la communauté scientifique.Le grand intérêt du neutron pour la recherche s'appuie principalement sur ses propriétés physiques particulières :- les neutrons utilisés pour la caractérisation de la matière (et fournis en relativement grandes quantités par les réacteurs ou les sources à spallation) disposent de longueurs d'onde et d'énergies correspondant directement aux distances interatomiques et aux énergies d'agitation de la matière. Ainsi, par diffusion neutronique, on peut étudier en même temps la structure et le comportement dynamique de la matière ;- le fait que le neutron soit doué d'un moment magnétique lui permet d'interagir avec tout atome porteur d'un moment magnétique. Ceci permet de caractériser intimement le comportement magnétique de la matière à l'échelle microscopique ;- la possibilité de pouvoir varier facilement le contraste d'un même élément en utilisant ses différents isotopes fait du neutron un outil irremplaçable en chimie et physique du solide ainsi qu'en biologie et matière molle ;- enfin, n'ayant pas de charge électrique, les neutrons peuvent pénétrer la matière sans être absorbés significativement, ce qui rend possible une caractérisation non destructive des contraintes et textures sur de grosses pièces des matériaux.Toutes les qualités des neutrons mentionnées ci-dessus permettent de comprendre l'importance de la diffusion neutronique pour des domaines très nombreux et très différents à la fois en recherche fondamentale mais aussi pour des applications industrielles. L'utilisation de l'outil-neutron demande toutefois non seulement une bonne connaissance des différents mécanismes d'interaction entre le neutron et la matière, mais également une haute spécificité dans la conception et l'utilisation des diffractomètres et spectromètres neutroniques. Pour ces raisons, l'accès aux neutrons est souvent limité, sinon réservé à des spécialistes, ce qui freine tout naturellement l'utilisation par des chercheurs non familiarisés à ce domaine.Pour combattre ce déficit d'information et cet état de fait, en accord avec de nombreux collègues Rennais, nous avons proposé à la Société Française de Neutronique d'organiser une École d'été qui s'adresse plus spécialement à de non-spécialistes de la diffusion neutronique. Le public visé concernait donc à la fois les chercheurs confirmés mais peu familiarisés avec le domaine neutronique, mais aussi les jeunes chercheurs dès le niveau doctorant. En effet pour ces derniers, l'utilisation des “grands instruments" s'avère nécessaire pour qu'ils soient à la hauteur de leur sujet de thèse. Pour cette raison, il était évident d'intégrer cette École d'été dans le programme de l'École Doctorale “Sciences des Matériaux" de l'Université de Rennes 1 qui rassemble chimistes, physiciens et géologues. Dans le même contexte, notre intérêt était de proposer un large spectre de cours couvrant la diversité des applications de la diffusion neutronique dans les différents domaines de recherche en chimie et physique des matériaux, en sciences de la terre ainsi qu'en sciences pour l'ingénieur. Un deuxième but était de montrer de plus la complémentarité des neutrons et des rayons X et plus spécifiquement des X produits par rayonnement synchrotron.Dans l'avenir, nous sommes persuadés que la diffusion neutronique va jouer un rôle clé pour le développement de nouveaux matériaux et de leur caractérisation. Dans cette optique, des efforts considérables ont été déjà engagés aux États-Unis ainsi qu'au Japon où deux nouvelles sources de neutrons sont en cours de construction. Du point de vue européen, si les sources de l'ILL et d'ISIS peuvent encore être considérées comme des leaders au point de vue mondial, il est évidemment souhaitable que la nouvelle source neutronique à spallation (European Spallation Source : ESS) soit rapidement réalisée. Aujourd'hui ce projet est bien avancé, cette source devrait dépasser le flux des sources actuelles par près de deux ordres de grandeur et ainsi de maintenir au meilleur niveau les compétences Européennes. Il est évident qu'une utilisation efficace et intelligente des sources existantes, mais aussi de celles de la nouvelle génération, implique une certaine infrastructure nationale tant au niveau de la conception, de la réalisation que du fonctionnement des différents spectromètres. Ceci implique un très fort engagement des universités dans les différents projets de recherche. Le devoir des universités qui en résulte est donc d'intégrer l'utilisation des “grands instruments" dans leur programme d'enseignement. Dans ce sens, nous souhaitons que ce cours, entièrement rédigé en français, contribue à la fois à aider les chercheurs “non spécialistes” à accéder plus facilement au domaine neutronique, mais aussi à servir de base aux enseignants pour l'organisation et la préparation de leurs cours.Nous tenons à remercier tous les collègues qui ont accepté de rédiger de façon détaillée les cours qu'ils avaient présentés oralement dans la grande salle du VVF de Trégastel, ainsi que toutes les personnes qui ont contribué à la réussite du séjour ou à la réalisation de ce fascicule. Nous gardons un excellent souvenir de l'atmosphère de l'École qui a eu lieu à Trégastel, en plein centre de la côte de granite rose en Bretagne, en mai 2001 et était jumelée avec les Journées de la diffusion neutronique, elles aussi organisées sous l'égide de la SFN.Nous souhaitons que la lecture de cet ouvrage soit utile à un maximum de chercheurs.

Le rayonnement de « transition », qui est émis lorsqu’une particule chargée franchit la surface de séparation entre deux milieux de constantes diélectriques différentes, est étudié expérimentalement dans le cas de l’interface vide/argent traversée par des électrons de faible énergie. L’étude porte d’une part sur des échantillons massifs, d’autre part sur des couches minces et ultra-minces d’argent. L’état des surfaces est caractérisé par la mesure in situ de leur pouvoir réflecteur en incidence normale. Le rayonnement "de transition" caractéristique de l’argent produit par des électrons de 12 KeV a pu être étudié, seul, pour la première fois, grâce à l’utilisation de couches assez minces (épaisseur d < 15 mm) pour que le Bremsstrahlung optique soit négligeable, et assez lisses pour que les ondes de surface (plasmons) ne puissent rayonner via la rugosité superficielle. On montre que le rayonnement « de transition » existe pour des films continus et discontinus d’argent de quelques monocouches seulement d’épaisseur
The Transition Radiation, which is emitted when a charged particle gets through the separation surface between two media of different dielectric constants, is experimentally studied in the case of vacuum/Silver interface crossed by low energy electrons. The research covers, on one hand, massive samples and, on the other hand, thin and ultra-thin silver films. The optical state of the surfaces is characterized by normally measuring their reflectance “in situ”. For the first time, it has been possible to study, by itself, the silver transition radiation induced by 12 KeV electrons through the use of films thin enough (d < 15 mm) for the optical Bremsstrahlung to be neglected and smooth enough so that roughness coupled surface plasmons radiation cannot happen. We show that Transition Radiation does exist with continuous and discontinuous silver films as thin as a few monolayers

Les techniques industrielles d'irradiation consistent a exposer un produit a des rayonnements dans le but de preserver ou d'ameliorer certaines de ses caracteristiques. Deux types de sources sont utilisees: celles utilisant des radioelements emetteur de rayonnement gamma (faible debit de dose-forte penetration) et celles mettant en uvre des accelerateurs d'electrons (fort debit de dose-faible penetration). En freinant les electrons issus d'un accelerateur dans une cible de conversion, il est possible d'obtenir un champ de rayonnement x (rayonnement de freinage ou bremsstrahlung) d'energie comparable a celle des rayonnements gamma du cobalt 60, mais avec une mise en uvre plus souple. Vue la diversite des produits susceptibles d'etre traites par irradiation (produits medicaux, agro-alimentaire, plastiques. . . ), la dualite potentielle electrons-rayons x d'une station d'irradiation mixte est une solution interessante a developper, malgre le faible rendement des electrons en rayons x. Le travail consiste en une approche originale de l'etude du traitement d'un produit aux rayons x sur une station experimentale a base d'un accelerateur d'electrons de type van de graaf de 2. 5 mev-300 w. Un dispositif de conversion d'electrons de 2 mev en rayonnement de freinage est developpe, caracterise et optimise. Malgre la puissance limitee du dispositif, des essais concluants ont ete realises en particulier pour la conservation de viande bovine et pour des tests de radiosensibilite de bacteries pathogenes (listeria) dans les fromages, avec des temps de traitement de l'ordre de l'heure. Par ailleurs, une etude a energie variable experimentale entre 1 et 2 mev et theorique aux energies plus elevees montre les potentialites industrielles de ces techniques. L'ensemble des resultats obtenus autour de la station experimentale permet de definir les bases du cahier des charges d'une installation industrielle mixte d'irradia

Nous avons developpe et etudie une nouvelle source de rayons x (dans la gamme 10-100 kev) en utilisant un plasma a la resonance cyclotronique des electrons. Le dispositif experimental a ete concu et ameliore afin d'obtenir une source a la fois compacte, stable et plus intense. Pour etudier le transfert d'energie de l'onde incidente aux electrons, nous avons d'abord calcule numeriquement la trajectoire des particules dans un champ magnetique homogene et obtenu la dependance de l'energie maximale de l'electron en fonction du champ electrique de l'onde. De plus, nous avons considere un processus de conversion de mode de l'onde electromagnetique incidente en onde de bernstein. Plusieurs etudes experimentales ont ete realisees sur le plasma de la source. Un anneau d'electrons energetiques, dans le plan median du miroir magnetique, a ete mis en evidence avec une camera stenope. Les populations ionique et atomique ont ete etudiees par spectroscopie dans le visible ; la densite et la temperature des zones externes du plasma ont ete estimees par sonde de langmuir. Les electrons energetiques, qui nous interessent particulierement pour produire des rayons x medicaux, ont ete caracterises par un diagnostic fonde sur l'analyse des spectres de bremsstrahlung. Nous avons montre l'influence des parametres de fonctionnement de la source (pression, puissance micro-onde, configuration magnetique) sur l'energie et sur l'intensite du rayonnement x produit par le plasma. Ensuite, pour augmenter l'intensite du rayonnement x, une cible a ete interposee de maniere judicieuse dans l'anneau d'electrons energetiques. Les resultats (dosimetrie, analyse des spectres en energie, etude de la taille du foyer) ont ete discutes du point de vue des applications medicales en radiologie et mammographie. Nous avons realise plusieurs types de radiographie.

L'expérience CMS (Compact Muon Solid) prévoyait l'utilisation de MSGC (MicroStrip Gas Chambers) sur une surface d'environ 200m2 dans son trajectographe interne. Les conditions d'exploitation (luminosité = 10[puissance 34] cm-2s-1) ont nécessité un important programme d'étude de la fiabilité des MSGC concernant la tenue au flux et la stabilité à long terme. Dans ce cadre, le groupe CMS Traces de Lyon a proposé et évalué des MSGC : les SGC (Small Gap Chambers). Pour étudier la résistance aux radiations des SGC, de nombreux tests ont eu lieu sous un faisceau de pions de 350 MeV au Paul Scherrer Institut à Zurich. Tout d'abord effectué sur des chambres de petite taille (5 cm x 2. 5 cm), la mesure du taux de décharges et l'extrapolation à 500 jours équivalents LHC ont permis de valider la bonne tenue des détecteurs aux intensités du LHC. Des détecteurs de grande taille (14 cm x 5 cm) ont ensuit été testés. Un étage de préamplification, le GEM (Gas Electron Multiplier) a été ajouté pour compenser l'augmentation du bruit et de la capacité des pistes. Le GEM a apporté une diminution significative du taux de décharges et une augmentation de la marge de fonctionnement. L'étude du vieillissement à long terme de SGC a été réalisée à l'aide d'une source de rayons X de 55Fe de 6. 4 keV durant plusieurs mois. La perte de gains est estimée par une diminution du courant, mesurée en fonction de la charge intégrée par centimètre de piste. Les résultats montrent que la perte est d'environ 25% en 5 ans de fonctionnement à haute luminosité au LHC. La reconstruction des traces d'électrons dans le trajectographe de CMS est importante car les électrons interviennent dans la signature de nombreux signaux de physique. Une étude a été menée sur l'amélioration de l'efficacité de reconstruction en introduisant une perte d'énergie des électrons par rayonnement de freinage

La première partie de ce travail constitue une étude en MET et en EDS de l'évolution des précipités formés par oxydation interne d'un alliage Cu-0,3% Al en fonction de la progression du front d'oxydation provoquée par des traitements thermiques appropriés. L'évolution des précipitations homogènes et hétérogènes a pu être suivie et la composition des précipités a été dans une large mesure identifiée. Au cours de ce travail, les analyses EDX ont montré l'existence de pics qui se sont révélés dus au Coherent Bremsstrahlung. L'importance de ce phénomène, qui peut fausser les analyses nous a conduit à l'étudier séparément dans les alliages précédents, et aussi dans les martensites du même système, montrant que, contrairement à l'opinion généralement admise, ce phénomène peut intervenir dans des alliages de cristallographie complexe et présentant de nombreux défauts

Cette thèse aborde l'étude des propriétés thermodynamiques de la matière nucléaire portée à températures et densités où l'on s'attend à observer la transition de phase liquide-gaz nucléaire. Les photons durs (E_gamma > 30 MeV) émis dans des collisions noyau-noyau sont utilisés comme sonde expérimentale. La production des photons et particules chargées dans quatre réactions d'ions lourds différentes (36Ar+197Au, 107Ag, 58Ni, 12C à 60 A MeV) a été mesurée de façon exclusive et inclusive en couplant le spectromètre de photons TAPS avec deux autres détecteurs de particules légères et de fragments de masse intermédiaire couvrant quasiment la totalité de l'angle solide.

Nos résultats confirment l'origine dominante des photons durs comme étant due au rayonnement de freinage émis dans les collisions proton-neutron (pn gamma) de première chance (hors équilibre). Nous établissons aussi de façon définitive l'existence d'une composante de radiation thermique dans le spectre photon mesuré dans les sytèmes lourds, et attribuons son origine au rayonnement de freinage émis dans les collisions p-n de deuxième-chance.

Nous exploitons cette observation pour i) démontrer que la matière nucléaire atteint un équilibre thermique lors de la réaction, ii) valider un nouveau thermomètre basé sur les photons du rayonnement de freinage, iii) déduire les propriétés thermodynamiques de la matière nucléaire chaude (en particulier, pour établir la "courbe calorique") et iv) évaluer les échelles de temps du processus de fragmentation nucléaire.

Calcul par la théorie des perturbations à l'ordre le plus bas par rapport au rayonnement électromagnétique, en traitant exactement le potentiel coulombien, avec une approche non relativiste pour décrire l'électron et l'approximation dipolaire pour l'interaction électron-champ électromagnétique. Cas des transitions à 1 photon dans l'espace des impulsions. Pour les transitions à 2 photons, sommation infinie sur les états intermédiaires au moyen de la fonction de green coulombienne. Analyse de plusieurs cas limites.

Microscopic approaches enable one to study nuclear bound states as well as nuclear collisions in a unified framework.

At non-relativistic energies, all physical quantities are determined by the solutions of the many-body Schrödinger equation based on an interaction potential between nucleons.

The difficulty of solving this equation for collisions and taking the antisymmetrization principle into account restricts these approaches to light nuclei and requires the development of nuclear models based on some simplifying assumptions.

One of these assumptions, which is done in this work, is to consider that the nucleons are aggregated in clusters in the nuclear systems.

Another major problem of the microscopic description is the difficulty of determining a reliable interaction potential between nucleons.

In spite of many years of efforts to establish such potentials, none has yet been proved to accurately describe both the spectroscopic properties of nuclei and the reactions between light nuclei.

For this reason, many effective NN interactions, adapted to the model space and to the studied collision, have been built and used in microscopic models.

In parallel, for a few years, some efforts have been done to use in the microscopic models more realistic NN interactions, adjusted to reproduce the two-nucleon properties.

However, this requires solving much more accurately the Schrödinger equation by relaxing, for instance, the cluster assumption.

These approaches therefore need large computational times, which limits the size of the systems that can be studied.

In this work, a two-body realistic interaction has been adapted to the simple microscopic cluster model by using the Unitary Correlation Operator Method. This new realistic effective interaction has been adjusted so that the α+α elastic phase shifts obtained with the microscopic cluster model agree rather well with the experimental data.

This interaction has been used to study α+N and α+3He scattering.

The calculated phase shifts give a rather good agreement with experimental data without additional adjustment, without three-body interactions and with simple basis functions.

Besides this study of elastic scattering between light nuclei, this work deals with the nucleus-nucleus bremsstrahlung.

Previous microscopic models of nucleus-nucleus bremsstrahlung were based on a photon-emission operator fully neglecting the meson-exchange currents.

In this work, a microscopic cluster model of bremsstrahlung is developed, which implicitly takes them partially into account by using an extension of the Siegert theorem.

Then, the photon-emission operator can be deduced from the charge density rather than from the current density.

Although this extension of the Siegert theorem does not fully remove the nuclear-current dependence, the effects of the meson-exchange currents should be largely reduced, especially at low photon energy.

The microscopic cluster model of nucleus-nucleus bremsstrahlung developed in this work has been applied to the α+ α and α+N systems. This model is based on an effective NN interaction, which enables a good reproduction of the elastic phase shifts for the α+ α and α+N systems.

The agreement with experimental bremsstrahlung cross sections is rather good but the comparison between theory and experiment requires more numerous and more accurate data to be conclusive. With an extension to the p shell, the present model could also describe heavier cluster systems such as 12C+p and 16O+p for which experimental data exist at low energies.

Doctorat en Sciences de l'ingénieur
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Le but de cette these est d'etudier la population electronique energetique d'une source d'ions a resonance cyclotron des electrons. Le diagnostic choisi pour l'etude de ces electrons energetiques est la detection du rayonnement de freinage. L'experience a tout d'abord ete realisee et montee sur la source quadrumafios qui a ete concue pour des etudes de physique et qui permet l'implantation de nombreux diagnostics. Les distributions trouvees pour ces electrons energetiques sont non maxwelliennes et l'energie moyenne des particules peut atteindre plusieurs centaines de kev. Par ailleurs la mesure du rayonnement de freinage en plusieurs points du plasma a permis de montrer que la fonction de distribution etait essentiellement dependante de la dynamique perpendiculaire des electrons par rapport au champ magnetique. Il est vrai que l'onde haute frequence (10 ghz et 18 ghz dans le cadre de cette etude) communique aux electrons une energie essentiellement perpendiculaire par rapport au champ magnetique. En parallele a ce travail experimental, un code de calcul de la fonction de distribution electronique a ete developpe. Dans un cadre unidimensionnel (vitesse perpendiculaire uniquement), non relativiste, ce code integre un certain nombre d'ingredients physiques pour modeliser la fonction de distribution electronique (chauffage des electrons par l'onde hf, pertes des electrons dans le cone de pertes, source d'electrons par ionisation, terme de relaxation entre electrons)