Saviez-vous que les accélérateurs de particules jouent un rôle important dans de nombreuses fonctions de la société actuelle et qu'il y a plus de 30 000 accélérateurs en service dans le monde ? Quelques exemples sont les accélérateurs pour la radiothérapie, qui constituent la plus grande application des accélérateurs, avec au total plus de 11 000 accélérateurs dans le monde. Ces accélérateurs vont des accélérateurs linéaires à électrons très compacts d'une longueur d'environ 1 m seulement aux grands synchrotrons à ions carbone d'une circonférence de plus de 50 m et à un énorme portique rotatif à ions carbone d'un poids de 600 tonnes !
Principes fondamentaux de la technologie des accélérateurs de particules (NPAP MOOC)
Instructeurs : Anders Karlsson
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(99 avis)
Expérience recommandée
Ce que vous apprendrez
Vous apprendrez la technologie de base des accélérateurs de particules.
Vous comprendrez les principes de base de l'accélération des particules et la manière dont elles peuvent être guidées.
Vous apprendrez les différentes façons de contrôler le faisceau.
Vous apprendrez ce qu'est le vide : pourquoi nous avons besoin de vide dans les accélérateurs ; d'où viennent les particules qui donnent naissance à la pression ; comment créer du vide
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Il y a 5 modules dans ce cours
Ce module est une introduction aux systèmes RF des accélérateurs de particules. RF signifie radiofréquence et indique que les systèmes traitent les ondes électromagnétiques avec des fréquences communes aux systèmes radio. Le système RF génère des ondes électromagnétiques et les guide vers des cavités. Les cavités sont situées le long du tube du faisceau, de sorte que les particules passent à travers les cavités lorsqu'elles se déplacent le long de l'accélérateur. Lorsque les ondes pénètrent dans la cavité, elles créent une onde stationnaire à l'intérieur de la cavité. C'est le champ électrique de cette onde stationnaire qui accélère les particules. Dans ce module, nous décrivons l'amplificateur, qui génère et amplifie les ondes électromagnétiques. Nous décrivons les différents types de guides d'ondes qui transportent les ondes de l'amplificateur à la cavité. Nous décrivons également les types de cavités les plus courants. La plupart du système est décrit sans équations, mais dans les textes qui suivent les cours, vous trouverez une partie de la théorie pour le système RF.
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Ce module traite des types d'aimants utilisés dans les accélérateurs de particules. Il présente les aimants dipolaires, les aimants quadripolaires, les aimants sextupolaires et les aimants octupolaires, et décrit où ils sont nécessaires et comment ils sont conçus. Dans les types d'aimants les plus courants, le champ magnétique est produit par des courants circulant dans des fils conducteurs normaux. Lorsque de grands champs magnétiques sont nécessaires, on utilise des aimants supraconducteurs et le module décrit comment ils sont conçus. Il existe également des cas où des champs magnétiques très faibles sont nécessaires et l'on peut alors utiliser des aimants permanents. Il s'agit d'une alternative écologique car ils ne consomment pas d'énergie. Les aimants permanents sont également abordés dans ce module.
Inclus
4 vidéos1 lecture5 devoirs
Dans ce module, nous décrivons comment nous pouvons mesurer et contrôler les différents paramètres du faisceau dans un accélérateur de particules. Nous présentons quelques exemples d'instruments courants pour chaque paramètre spécifique, en commençant par l'intensité et la position du faisceau, puis la distribution transversale et l'émittance du faisceau. Nous présentons également des moyens de contrôler la distribution longitudinale et la distribution d'énergie. La dernière section décrit comment nous pouvons déterminer la quantité de particules que le faisceau perd lorsqu'il traverse l'accélérateur.
Inclus
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Ce module présente les concepts de base de la physique du vide et des techniques utilisées dans les accélérateurs. Les régions du vide et le comportement du gaz résiduel dans ces régions sont décrits. Des phénomènes importants, tels que la distribution des vitesses, la distance moyenne de collision et la formation de molécules sont expliqués par la théorie de Maxwell-Boltzmann. Ces phénomènes sont utilisés pour déterminer les critères de vide pour les systèmes d'accélérateurs. Les concepts de base des pompes à vide seront décrits, et différents types d'équipements à vide seront présentés. L'objectif est que les étudiants comprennent le comportement des gaz résiduels dans les systèmes à vide. Ils devraient être capables de déterminer les critères de vide pour un système donné. Ils devraient également être en mesure de choisir l'équipement approprié pour la production et la mesure du vide
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