Ressources physique nucléaire

Bonjour le forum !

Connaissez-vous des ressources intéressantes qui on trait à la physique nucléaire ?

Je cherche à expliquer simplement la physique nucléaire (un genre d'introduction) à des promo post-bac qui se destinent à travailler sur les CNPE ou au CEA notamment.

J'ai trouvé pas mal de ressources en surfant sur le Net, mais ca reste trop complexe...j'ai que 3h30 pour leur faire aimer la physique nucléaire !

Merci pour vos retours

Bonjour
Quel type de notions veux-tu aborder ?
Est-ce les équations avec les défauts de masse ? les notions sur la fission ? Les interactions ?
Le sujet est vaste...
Si ce sont des promos post bac EDF c'est plutôt la fission, le CEA c'est plutôt le cycle du combustible..
Pourrais-tu préciser ?
Iron Kloug

Bonjour,
J'ai mon cours sur la phy nu, si ça t’intéresse
A minima avec une intro sur l'histoire de la théorie atomiste depuis Thalès (VI siècle avant JC, quand même)
Et éventuellement une vidéo sur un aspect qui me parait non pas occulté mais pas assez mis en avant
D'où provient "l'énergie libérée"
En phy nu comme dans d'autres domaines
Un clé pour comprendre
https://youtu.be/m1uyhl1K8RM

avec là encore une intro qui commence en 1900, qui montre qu'à l'époque les Physiciens tapaient la brasse coulé devant la "radioactivité"

Bonjour,

Si ça peut être utile, donner de l'inspiration, ou vraiment dans le pire des cas passer une bonne soirée.
Le fil conducteur est la mécanique quantique mais il aborde quand même les fondamentaux (composant de la matière, les interactions fondamentales. La partie sur la théories des cordes est, de ce que je comprends, hors sujet.

https://www.youtube.com/watch?v=zIvh5bpxqlE

Bonsoir Kloug,

Je cherche quelques choses d'assez simple. Si je rentre trop dans les détails, ils risquent de décrocher très très rapidement

Dans mon idée, ce serait leur parler de l'histoire de la physique nuc, intéractions matières, protons, neutrons, fission, etc...

De ce que je sais, la majorité seront amenés à travailler sur les CNPE

Merci Gluonmou et Acrobêta pour vos retours. Je vais aller voir les liens

Je suis preneur du cours de phy nuc. pour m'inspirer

Bonsoir 
C’est bien ce qui me semblait quand tu as donné les profils.
Sur le site tu as des documents (dans la partie formation) qui pourraient t’aider à faire une présentation qui convient.
On peut améliorer en cas de besoin.
Iron Kloug

BonsoirLes liens seront utiles à mon avis après avoir fait ta présentation.
Ça risque d’être un peu trop costaud pour leur niveau 
Pour avoir fait récemment des cours à des DUT 1ère année encore hygiène et sécurité, c’était vraiment faible !
Iron Kloug

Merci Kloug pour ton retour.

Je vais aller voir de ce côté du chapiteau

Est ce que tu as regardé du côté des vulgarisateurs de science sur youtube vu que c'est juste un cours de présentation ?

Je pense notamment à :
dekfakator : https://www.youtube.com/watch?v=PbPyohZPHMI et https://www.youtube.com/watch?v=6wVZqvczUwE
epenser : https://www.youtube.com/watch?v=3iIpl6tvT7A et les vidéos suivantes
science etonnante : https://www.youtube.com/watch?v=1MUcizMqVAc
le point genius : https://www.youtube.com/watch?v=wku96q3e23w&list=PLyi48lVGN122PDHHJByGUDPBHlYr4g5p6 avec des sujets divers
le reveilleur : https://www.youtube.com/watch?v=HMystmGbctw

et pour la radioprotection : https://www.youtube.com/watch?v=uIwWWq-yM0M une journée en immersion à la hague avec le suivi d'une petite manip'.

Et y en a pleins d'autres.

Bonjour 
Tous ces liens sont très bien.
Mais j’imagine que PIM a un temps imparti pour présenter le sujet.
A voir d’ailleurs s’il veut utiliser les vidéos ou avoir son support.
Mais il y a des choses à utiliser.
Iron Kloug

Bonjour,
J'enseigne aussi un peu à des post bac en physique nucléaire. Le niveau en math est très faible, c'est un vrai problème, y compris pour la résolution d'équations simples ou le changement d'unité..

Bonjour
Tout à fait en accord avec Paul F...
Je ne reprends pas le commentaire sur le niveau de compréhension.
Iron kloug

En même temps c'est cohérent avec l'actualité :
https://www.franceinter.fr/societe/jean-michel-blanquer-suggere-de-faire-revenir-les-maths-au-tronc-commun-de-premiere-et-terminale

Bonjour
C'est effectivement cohérent !
Iron kloug

Bonjour,
 
J'anime un TD de 6 h (3 x 2 h) en master 2 « environnement » pour initier les étudiants à la radioactivité.
 
Mon REX après quelques années a essayer d’adapter mon intervention aux élèves.
 
1-
L’an dernier, j’avais du animer le cours en distanciel. Pour garder de l’interactivité, j’avais demandé avant chaque séance aux élèves de répondre à quelques questions nécessitant quelques recherches. Cette année les cours sont revenus en présentiel, mais j’ai gardé ce fonctionnement. Ça aide les élèves d’avoir déjà cherché par eux même quelques réponses. (cf exemple de question ci-dessous)
 
2-
J’aime bien partir du tableau périodique des éléments connus des tous les étudiants, et leur dire que pour un physicien, ca ne sert pas. On a besoin de la table des nucléides, car on s’intéresse aux noyaux et non aux électrons du cortège électronique.
 
3-
Une vidéo très sympa qui illustre la vallée de la stabilité : https://youtu.be/VZHpAwSGYZE (cf vers 4 min)
 
4-
Je viens souvent avec quelques objets et appareils de mesure. Ça aide a faire comprendre la radioactivité naturelle, le principe ALARA. Dans mon carton, il y a : un ancien réveil au radium, un dosimètre passif démonté, une tête de détection optique de fumée, une fausse source scellée.
 
5-
Après chaque cours, j’envoie quelques vidéos / documents complémentaires portant sur les sujets évoqués en cours (radium girl, rayonnement cosmique dans l’ISS, empoisonnement de alexander litvinenko…)
 
6-
Le top est aussi d’utiliser Dosimex. Il y a un outil pédagogique « serious game » très utile pour illustrer le temps-distance-ecran
 
 
Je vais suivre ce post. Internet est en effet riche de pépites qu’il est intéressant de partager.

Exemple de question :
1- vallée de la stabilité
Regarder la vidéo
Indiquez les différents modes de désintégrations possibles pour un atome instable ?
Lien : https://www.youtube.com/watch?v=RuoBXXoeTvg
 
2- désintégration et désexcitation
La radioactivité est la transformation d’un atome instable en un autre. Des particules de type alpha, beta +, beta – et gamma sont émises durant cette réaction.
Deux phénomènes successifs interviennent durant cette transformation : D’abord, une désintégration, suivi d’une désexcitation.
Pouvez-vous m’indiquer quels types de particules peuvent être émises lors de la phase de désintégration et celles émises durant la phase de désexcitation
Lien : https://www.laradioactivite.com/site/pages/Desexcitation_Gamma.htm
 
3-CIPR
Video : https://youtu.be/tndXi79NQF4
Quand a été créé la CIPR (Commission Internationale de Protection Radiologique) ?
Quel est l’objectif de cette commission ?
 
4-Irradiation vs Contamination
Pouvez-vous expliquer la différence entre « irradiation » et « contamination »
(Faire une recherche avec ces 2 mots clés sur Internet)
 
5- Chaine de vulgarisation scientifique
Video à regarder : https://www.youtube.com/watch?v=0tlx_JJkHWc
Combien de temps environ faut-il attendre pour que la radioactivité contenue dans un fut de déchet contenant du plutonium 239, soit divisée par 10 ?
Combien de temps environ faut-il attendre pour que la radioactivité contenue dans un centre d’enfouissement technique contenant 1000 futs identiques a la première question, soit divisée par 10 ?
 
1 question parmi les 3 suivantes
6a- rayonnement tellurique
Indiquer la valeur mesurée par la balise installée à  Saint-Cyr-en-Val par la balise du réseau national de mesures de la radioactivité de l’environnement ?
Lien : https://mesure-radioactivite.fr/
 
6b- rayonnement cosmique
Indiquez la valeur reçue par un passager lors d’un vol Paris-New York ?
Données : Date : 9 nov 2020 - heure local décollage = 10 :20 / atterrissage = 13 :04
 
6c- Exposition naturelle
Estimez votre exposition aux rayonnements ionisants
Lien : https://expop.irsn.fr/
 
1 question sur les 5 suivantes
7a- principes généraux de prévention
Regarder la vidéo illustrant les 9 principes de prévention
Indiquez quel principe est mis en œuvre lorsque l’on fournit des gants de protection à un chimiste ?
Lien : https://youtu.be/qHPh1XWFrW4
 
7b- 9 principes généraux de prévention et 3 principes généraux de la radioprotection
L’article R4451-5 du code du travail indique que : « Conformément aux principes généraux de prévention énoncés à l'article L. 4121-2 du présent code et aux principes généraux de radioprotection des personnes énoncées aux articles L. 1333-2 et L. 1333-3 du code de la santé publique, l'employeur prend des mesures de prévention visant à supprimer ou à réduire au minimum les risques résultant de l'exposition aux rayonnements ionisants, en tenant compte du progrès technique et de la disponibilité de mesures de maîtrise du risque à la source. »
Pouvez-vous détailler les 3 principes fondamentaux de la radioprotection dont il est fait référence dans cet article ?
Site a consulter : https://www.legifrance.gouv.fr/
 
7c- bien de consommation
Que prévoit l’article R1333-2 du code de la santé publique sur la radioactivité dans la fabrication de biens de consommation ?
Que permet l’arrêté du Arrêté du 25 mai 2020 (numéro NOR TREP2014139A) ?
Lien :
https://www.legifrance.gouv.fr/codes/id/LEGIARTI000037016814/2018-07-01/
https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000041990967
 
7d- DFCI
Quel radionucléide est souvent utilisé dans le DFCI (détecteurs de fumée à chambre d'ionisation) ?
Quel activité (en Bq) est présent dans chaque détecteur ?
Lien : https://www.inrs.fr/dms/inrs/CataloguePapier/ED/TI-ED-4440/ed4440.pdf
 
7e- Radium girl
                A quelle substance ont été exposées les travailleuses que l’on a nommées les « radium girl »?
                Quels ont été les effets sur leur santé ?

                Rechercher sur un moteur de recherche le terme « radium girl » 

Merci à tous pour vos réponse précises et documentées !
C'est une bonne idée d'inclure des vidéos dans le déroulé pédagogique !

Je vais partir sur un mix entre cours/vidéos/TD afin de maintenir une dynamique pendant le cours.
J'avais déjà créé mes propres supports il y a plus d'un an, mais je dois avouer que c'était pas adaptés à mon "public"..

Car je vous rejoins sur le fait que les élèves ont un niveau faible en mathématique, alors si je vais trop loin, au bout de 10min ils auront tous décrochés..

Dans la pratique, j'ai 3h30 d'introduction à la physique nucléaire puis après je bascule pendant 10h30 sur la démarche ALARA, donc là encore, je ne peux pas aller trop loin..

Bonjour,

La vidéo de Point Genius proposé par Daima indique que les désintégrations β+ sont beaucoup moins fréquentes que les β-... 
En est-on sûr ? 
Je me suis souvent posé la question du podium entre les désintégrations β-, β+ et capture électronique, mais je n'ai jamais pris le temps de creuser le sujet.

La carte des radionucléides contient quasi autant de nucléides à droite et à gauche de la vallée de la stabilité. Donc a l'instinct je dirais que approximativement :
(nombre de radionucléides à désintégration β-) ≅ (nombre de radionucléides à désintégration β+) +  (nombre de radionucléides à capture électronique)

et ca me parait moins couteux en énergie pour un noyau de se transformer par capture électronique que par β+ donc
(nombre de radionucléides à désintégration β+) < (nombre de radionucléides à capture électronique)

Est-ce qu'un physicien peut confirmer / corriger ?

Bonjour,

Il faut définir un cadre pour donner une telle appréciation et si on regarde les radionucléides présent dans la nature, oui on est largement sur plus de β- que β+
La différence vient je pense de la concurrence avec la désintégration alpha très fréquentes également.


Ensuite en changeant le cadre le résultat et les causes peuvent varier.
Autre exemple les déchets radioactifs issues de réacteur où la capture neutronique doit être le plus fréquent mode de production, donc, là aussi β- doit s'imposer par rapport à β+

Bonjour 
La capture électronique est importante.
Il faudrait que je vérifie mais c’est effectivement celle-ci qui est majoritaire à gauche de la vallée de la stabilité.
Iron Kloug

Hello,
www.laradioactivité.com:
L'excès de neutrons étant beaucoup plus fréquent parmi les noyaux radioactifs naturels que l'excès de protons qui est rare, la radioactivité bêta-moins est de loin la plus observée. 

Bonjour PaulF,

Pourtant quand on regarde la carte des éléments, le nombre de radioéléments beta+/CE et beta- semble assez identique.
PaulF, tu parles des radioéléments naturels qui seraient plus nombreux en beta-

(Carte provenant du site http://res-nlp.univ-lemans.fr/NLP_C_M13_G03/co/grain4-2-0.html)

Hello Seba,
Oui, le nombre de nucléides sur la carte est à peu prés bien réparti autour de la vallée de la stabilité, mais les nucléides naturels (présents réellement sur terre) sont majoritairement en excès de protons, et donc on observe majoritairement (dans la nature), des désintégrations beta moins. Les éléments en excès de neutrons sont majoritairement obtenus par des réactions nucléaires (accélérateur, réacteurs..). Je pense que c'est pour cela qu'on voit de temps en temps l'association entre "radioactivité artificielle" et émetteurs beta +. Tu as ici une carte interactive: https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html.
Cordialement.

Et concernant ta question sur la CE vis à vis de la désintégration beta plus, effectivement le coût énergétique de la CE est plus faible (ce qui est sûr c'est qu'un noyau ne disposant pas au minimum des 2m0C² à évacuer ne pourra pas faire de désintégration beta), mais il ne faut pas voir ce mode du seul point de vue énergétique. Le noyau qui fait une CE va se retrouver d'une part sur un noyau à haute énergie (puisque la CE ne prend pas bcp d'énergie), et la va intervenir sa fonction d'onde, le spin et la parité : le chemin de décroissance dans ce mode n'est donc pas si simple et donc, statistiquement, la désintégration beta sera "préférée" par le noyau.