PARTICULES ÉLÉMENTAIRES Accélérateurs de particules
Les accélérateurs d’ions lourds et radioactifs
L' utilisation d'ions lourds accélérés (cf. physique nucléaire - Faisceaux d’ions lourds) s'est révélée féconde pour explorer les structures et les états instables des noyaux atomiques ainsi que les multiples réactions nucléaires pouvant se produire dans les étoiles, les supernovae et aussi entre la matière et le rayonnement cosmiques. Poursuivre cette recherche sur les origines et les propriétés de la matière nucléaire demande l'utilisation de faisceaux de noyaux instables présentant un excès important de protons ou de neutrons. Pour obtenir de tels noyaux, deux grandes voies sont utilisées :
– On peut provoquer diverses réactions nucléaires soit en bombardant des atomes très lourds (uranium) par un haut flux de protons, de neutrons ou de rayons gamma et en collectant les produits de fission, soit à l'aide de réactions d'ions plus ou moins lourds sur divers noyaux. On sélectionne, dans les noyaux obtenus, les ions souhaités, puis on les accélère. C'est la méthode I.S.O.L. (Isotopic Separation On-Line) élaborée notamment au Cern et, en France, au G.A.N.I.L.
– On peut aussi projeter des noyaux d'uranium d'énergie élevée sur une feuille de matière et en sélectionner magnétiquement les fragments pour, si on le souhaite, les accélérer ensuite (procédé « en vol » ou in flight, développé à Darmstadt, à Dubna, au Canada...).
Ces méthodes requièrent des sources d'ions (protons, deutérons, ions plus ou moins lourds) très intenses, obtenues par l'action combinée de champs électriques et magnétiques pour ioniser et regrouper les ions. Les progrès obtenus dans ces sources d'ions bénéficient à tous les modèles d'accélérateurs, des petits cyclotrons destinés à détruire les tumeurs par faisceaux d'ions (protonthérapie, radiothérapie par ions carbone) à ceux qui produisent des isotopes médicaux et industriels.
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Écrit par
- Michel CROZON : directeur de recherche émérite au C.N.R.S.
- Jean-Louis LACLARE : directeur de l'E.S.R.F. (European Synchroton Radiation Facility)
Classification
Pour citer cet article
Michel CROZON, Jean-Louis LACLARE, « PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :
Médias
Évolution depuis 1930 des accélérateurs de particules
Encyclopædia Universalis France
Évolution depuis 1930 des accélérateurs de particules
Évolution des accélérateurs depuis 1930 (schéma de Livingston). Des premières machines…
Encyclopædia Universalis France
Site du Cern
CERN
Site du Cern
Cette vue aérienne montre l'emplacement du Cern, à cheval sur la frontière franco-suisse (la ligne…
CERN
Accélérateur de particules
CERN
Accélérateur de particules
L'accélérateur L.E.P. (Large Electron Positron Collider) du Cern, à Genève.
CERN
Autres références
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ANDERSON CARL DAVID (1905-1991)
- Écrit par Bernard PIRE
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Le physicien américain Carl David Anderson est né à New York de parents suédois le 3 septembre 1905. Après des études au California Institute of Technology de Pasadena, il y fait toute sa carrière, jusqu'à sa retraite en 1978. Dans sa thèse de doctorat soutenue en 1930, sous la direction de[...]
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ANTIMATIÈRE
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Voir aussi
- ACCÉLÉRATEURS LINÉAIRES
- ÉLECTRON-VOLT
- CERN
- ANTIPROTON
- CHAMP ÉLECTRIQUE
- CHAMP MAGNÉTIQUE
- ACCÉLÉRATEURS DE PARTICULES
- COLLISIONNEURS DE PARTICULES
- KLYSTRON
- COLLISION, physique
- PLASMAS
- ÉLECTRON
- POSITON ou POSITRON
- NIOBIUM
- IONS SOURCES D'
- I.L.C. (International Linear Collider)
- IONS LOURDS FAISCEAUX D'
- TRANSMUTATION, physique nucléaire
- PHYSIQUE DES PARTICULES
- COCKCROFT-WALTON ACCÉLÉRATEUR DE
- CROOKES TUBE DE
- FERMILAB (Fermi National Accelerator Laboratory)
- PHYSIQUE HISTOIRE DE LA
