Accélérateur linéaire de particules

ACTIVITE DOCUMENTAIRE

Accélérateur linéaire de particules

LINAC

Pour le Lycée Les Augustins Par Isaline Cotton

Comment faire pour "observer" la matière à des distances de l'ordre du millionième de milliardième de mètre ?

Un accélérateur permet d'accélérer et guider des particules vers une destination bien définie sur une cible ou un détecteur.

Voyage vers l'infiniment petit

Il n'existe pas de microscope assez puissants pour rechercher des détails aussi fins !

Puisqu'on ne peut pas augmenter la vitesse au delà de c,la vitesse de la lumière, l'accélérateur va augmenter l'énergie des particules.

INDEX

Principe d'un accélérateur linéaire

Utilisation en radiothérapie

Schéma explicatif du LINAC

Les différents types d'accélarateurs

Synthèse à rédiger

Point de vue énergétique

Principe d'un accélérateur linéaire de particules

LINAC

Les accélérateurs linéaires de particules permettent d'accélérer des particules chargées (électrons, protons ou ions). Ils sont utilisés dans le domaine médical (en radiothérapie) mais également en physique subatomique pour étudier la composition des particules.

Principe d'un accélérateur linéaire de particules

LINAC

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Schéma du Linac de Wideroe

Deux états possibles pour l'accélarateur ?

Deux états possibles pour l'accélérateur ?

Si le principe des accélérateurs linéaires est simple, la mise en pratique est plus complexe. Prenons l'exemple d'un ion chargé négativement : pour commmencer, il doit être attiré (et donc accéléré) par une électrode et doit être repoussé par la précédente (et donc aussi accéléré par elle). Cela signifie que des électrodes consécutives sont à des potentiels opposés : un champ électrique est crée dans l'interstice !

Il faut ensuite inverser les tensions pour changer la polarité de chaque tube : ainsi l'ion négatif est à nouveau attiré par l'électrode suivante et repoussé par la précédente ! Ainsi la particule chargée se trouve, dans chaque interstice où elle passe, dans un champ électrique convenable orienté pour qu'elle puisse être accélérée.Il faut donc inverser les tensions à chaque fois que l’ion passe d’une électrode à la suivante : d'où l'importance du courant alternatif !

Clear explications in english, please

Pourquoi avoir des tubes de plus en plus grands ?

• Les particules accélérées vont de plus en plus vite
• Le courant alterne à intervalle de temps réguliers

Les électrodes successives doivent être de plus en plus longues, et de plus en plus espacées.

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Les différents types d'accélérateurs

Mise en service du LHC en 2008

Voyage de l'infiniment grand à l'infiniment petit

Comment fonctionne l'accélérateur de particules du CERN : le LHC ?

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Point de vue énergétique

Création d'un champ électrique entre 2 armatures de charge opposée

Théorème de l'énergie cinétique

Théorème de l'énergie cinétique dans un accélérateur

Travail de la force électrique

On comprend donc que si l'on veut accélérer fortement une particule chargée électriquement, il faut lui imposer une grande tension U. En pratique, on la fait passer dans une succession de n tubes pour qu'elle acquière une énergie cinétique Ec = n x qU. Ainsi, la tension U utilisée peut être relativement faible.

Utilisation en radiothérapie

En radiothérapie, des accélérateur linéaires communiquent une grande énergie cinétique à des électrons, afin que ceux-ci provoquent la destruction des cellules cancéreuses visées.

Découvrir une technique et les métiers associés

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Synthèse :

Rédige une synthèse(30 lignes environ) pour décrire le principe d'un accélérateur linéaire de particules. Tu peux utiliser les schémas de ce fichier génially ou ceux donnés dans le cours.

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