Table des matières

Plan de l'ouvrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Table des matières du tome II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Troisième partie :
BOMBARDEMENT DE LA MATIÈRE
PAR DES PARTICULES RAPIDES

I. PHÉNOMÈNES ATOMIQUES ET NUCLÉAIRES

1. Classification des événements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Physique nucléaire et physique des particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

II. RÉACTIONS NUCLÉAIRES

1. Aspect général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Mécanismes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Voies des réactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Premières conséquences des lois de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Différentes sections efficaces de diffusion élastique . . . . . . . . . . . . . . .

e. Retour sur le calcul des sections efficaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Réactions avec formation d'un noyau composé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Résultats d'observation et hypothèses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Théorie de l'évaporation de Weisskopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Application des lois de conservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Représentation d'ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Vérification de l'hypothèse de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Modèles statistiques des réactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g. Sections efficaces théoriques dans le cas ou les projectiles
    sont des neutrons. Sections efficaces moyennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Réactions directes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Aspect général . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Modèle semi-classique. Théorie de Butler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réaction de rupture en vol et d'arrachement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Coexistence des réactions directes
    et des réactions avec formation d'un noyau composé . . . . . . . . . . . . . . .

4. Réactions nucléaires aux hautes énergies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Caractéristiques et mécanismes.
    Cascades intranucléaires et cascades d'évaporation . . . . . . . . . . . . . . .

b. Libre parcours moyen dans la matière nucléaire . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Théories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Réactions photo nucléaires. Théorie de Levinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

III. PASSAGE DES RAYONNEMENTS A TRAVERS LA MATIÈRE

1. Particules chargées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Pertes d'énergie et parcours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Pertes d'énergie par ionisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Effet Cerenkov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Rayonnement de freinage pour les électrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Pertes totales d'énergie par l'électron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

f. Parcours théoriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g. Dispersion des particules lors de leur passage a travers la matière . . . .

h. Fluctuations d'énergie et fluctuations de parcours . . . . . . . . . . . . . . . . .

i. Détermination expérimentale des parcours. Résultats et représentations

2. Photons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Processus fondamentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Effets prépondérants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Coefficients d'atténuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Neutrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Processus fondamentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Aspect élémentaire de l'atténuation d'un faisceau . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Valeurs des sections efficaces d'interaction nucléaire des neutrons . . . .

10. Gerbes cascades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Gerbes électroniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Gerbes nucléonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IV. COLLISIONS DANS LES GAZ (faibles énergies)

1. Collisions élastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Collisions non élastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Principaux processus élémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. États des particules présentes dans un gaz ionisé . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Énergie et seuil de réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Section efficace et rendement de réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Caractéristiques de processus pratiquement importants . . . . . . . . . . . . .

V. COLLISIONS A LA SURFACE DES SOLIDES
(Énergies faibles et intermédiaires)

1. Photoémission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Émission d'électrons secondaires par impact électronique . . . . . . . . . . . .

a. Métaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Isolants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Théories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Effets du bombardement ionique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. " Sputtering effect " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Émission d'électrons secondaires par impact ionique ou atomique . . . .

c. Réflexion des ions et émission secondaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Quatrième partie :
RAYONNEMENTS SECONDAIRES

I. PHOTONS

1. Caractéristiques des cibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Utilisation des électrons de faible énergie W £ 3 MeV . . . . . . . . . . . . . . .

3. Utilisation des électrons de haute énergie W ³ 3 MeV . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Approximations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Calculs complets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Considérations d'intérêt pratique.
    Utilisation des résultats expérimentaux. Quanta équivalents . . . . . . . . . . .

II. POSITONS

1. Théorie de la production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Accélération des positons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Production de photons monochromatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

III. NEUTRONS

1. Utilisation des ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Projectiles de faible énergie W £ 50 MeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Projectiles d'énergie élevée W > 50 MeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Utilisation des électrons rapides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Électrons d'énergie inférieure à 50 MeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Électrons d'énergie supérieure à 50 MeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IV. PIONS

1. Photoproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Sur les nucléons au moyen des photons d'énergie W_g < 1 GeV . . . . . . .

b. Sur les noyaux complexes, avec W_g < 1 GeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Sur les nucléons et les noyaux complexes avec W_g > 1 GeV . . . . . . . . .

2. Production au moyen de nucléons projectiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Sur les nucléons avec W_N < 1 GeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Collisions nucléon-noyau avec W_N < 1 GeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Production au moyen des protons d'énergie très élevée . . . . . . . . . . . . .

V. MUONS

1. Désintégration en vol des pions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Considérations énergétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Utilisation de la désintégration pi-mu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Muons et gerbes nucléoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Protoproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Section efficace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Production par bombardement électronique d'une cible épaisse . . . . . .

VI. KAONS

1. Production au moyen des protons projectiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Considérations théoriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Prévision des flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Photoproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Résultats théoriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Production par bombardement électronique d'une cible épaisse . . . . . .

VII. ANTINUCLÉONS

1. Production au moyen de protons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Considérations théoriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Formules d'extrapolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Photoproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Considérations théoriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Production par bombardement électronique d'une cible épaisse . . . . . .

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cinquième partie :
LES ACCÉLÉRATEURS, OUTILS DE PHYSIQUE

I. LES OBSERVATIONS ET LEUR INTERPRÉTATION

1. Diffusion des nucléons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Diffusion nucléon-noyau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Diffusion nucléon-nucléon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Diffusion des électrons rapides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Diffusion nucléaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Diffusion sur les nucléons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Diffusion pion-nucléon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Aspect expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Analyses des résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Sur quelques résultats observés aux très hautes énergies . . . . . . . . . . . .

II. AMÉLIORATION DES MOYENS D'INVESTIGATION

1. Physique des particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Les motivations générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Résultats et problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Les outils de travail envisagés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Le choix des machines à construire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Physique nucléaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Le développement des connaissances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Perfectionnement des machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Utilisation des particules de haute énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Utilisation des ions lourds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Les accélérateurs à ions lourds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

APPENDICES

F. Dosimétrie et radioprotection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

G. Dommages causés dans les solides par les rayonnements de haute énergie

H. Implantation ionique dans les semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I. Émission électronique secondaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

J. Pertes de projectiles dans les structures accélératrices . . . . . . . . . . . . . . .

Index alphabétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Errata du tome I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

xxiii

xxv

xxvii

498

503

505

505

508

510

510

512

514

514

519

526

530

544

545

 
552

559

559

562

570

 
574

576

 
576

580

582

619

629

629

632

643

650

661

664

667

679

683

691

691

692

700

711

711

712

714

727

727

738

744

750

750

752

754

755

756

804

807

807

815

815

818

827

827

840

864

875

879

884

888

888

909

 
916

920

925

927

933

935

935

948

968

968

998

1021

1021

1045

1053

1070

1070

1090

1099

1133

1133

1137

1138

1150

1150

1154

1158

1160

1168

1169

1173

1173

1187

1193

1198

1198

1198

1205

1207

1207

1207

1209

1211

1213

1213

1248

1283

1283

1288

1307

1307

1317

1340

1348

1348

1350

1389

1434

1441

1441

1445

1450

1454

1471

1501

1507

1550

1587

1609

1617

1625

1631