Physique nucléaire [SPHYB305]

Acquis d'apprentissage

Ce cours, destiné aux étudiants de troisième année de bachelier en sciences physiques, vise à expliquer la radioactivité naturelle et artificielle ainsi que les interactions entre rayonnements/particules avec la matière. Les différents modèles nucléaires sont également étudiés ainsi que le rôle des réactions nucléaires dans nucléosynthèse primordiale et dans les étoiles.

Contenu

1. Diffusion de particules chargées (modèle de Rutherford)
2. Aspects quantitatifs en physique nucléaire
3. La taille et la forme des noyaux
4. La masse des noyaux
5. Les noyaux instables (désintégration bêta)
6. Désintégration alpha
7. Collisions et réactions nucléaires
8. Les modèles nucléaires
9. Notions de particules élémentaires
10. Noyaux et particules en astrophysique

Table des matières

1. INTRODUCTION
   1. Découverte de la radioactivité
   2. Diffusion de Rutherford
   3. Constituants du noyau
2. ASPECTS QUANTITATIFS EN PHYSIQUE NUCLEAIRE
   1. Notions d'échelle et d'unités
   2. Loi de décroissance
   3. Méthodes de datation
   4. Notions de sections efficaces
3. LA TAILLE ET LA FORME DES NOYAUX
   1. Diffusion d'électrons par le noyau
   2. Distribution de charges du noyau
   3. Dimension et forme du noyau
4. LA MASSE DU NOYAU
   1. Courbe de stabilité
   2. Energie de liaison
   3. Modèle de la goutte liquide
5. LES NOYAUX INSTABLES
   1. Types de décroissance radioactive
   2. Schéma de niveaux
   3. Quelques sources radioactives utiles
6. DESINTEGRATION ALPHA
   1. Propriétés
   2. Passage de la barrière coulombienne
   3. Barrière du moment angulaire
7. COLLISIONS ET REACTIONS NUCLEAIRES
   1. Cinématique des collisions nucléaires
   2. Lois de conservation
   3. Spectroscopie nucléaire
   4. Modèle et propriétés du noyau composé
   5. Réactions directes
   6. Fission et réacteur à fission controlée
8. MODELES NUCLEAIRES
   1. Nombres magiques
   2. Modèle en couche à une particule Interaction spin-orbite
   3. Spin et parité
   4. Moment dipolaire magnétique
   5. Moment quadripolaire électrique
   6. Modèle collectif
9. NOTIONS SUR LES PARTICULES ELEMENTAIRES
10. NOYAUX ET PARTICULES EN ASTROPHYSIQUE
    1. Nucléosynthèse primaire
    2. Evolution des étoiles
    3. Nucléosynthèse dans les étoiles

Description des exercices

Des exercices sont proposés dans le syllabus ainsi que dans les livres de références. Certains d'entre-eux sont résolus lors des séances de TD.