rapport de stage janus : radiographie par les rayons ... - HAL - IN2P3

INTRODUCTION
Mon travail lors du stage Janus, qui s’est déroulé au Laboratoire de Physique
Corpusculaire de l’Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand, portait sur
l’utilisation des muons cosmiques pour la radiographie de volumes de matière
indéterminée.
La première partie est bibliographique. Elle permet de présenter les particules
élémentaires, de rappeler ce qu’est un muon et plus particulièrement un muon
cosmique. Ensuite on étudie les interactions d’une particule chargée comme le muon
avec la matière. Puis on présente quelles sont les applications de ces interactions.
On peut distinguer deux applications :
• la radiographie par absorption des muons par la matière. Celle-ci est
déjà assez répandue. Nous en ferons simplement l’historique et nous
en rappellerons le principe.
• La radiographie par diffusion des muons à travers la matière. C’est une
technique nouvelle dont nous verrons les avantages, les applications
ainsi que son principe de manière approfondie.
La seconde partie consiste à résoudre certains problèmes survenant lors de la
radiographie par diffusion de muons. Pour élaborer cette image on utilise une
simulation informatique relativement simple réalisée grâce au programme GEANT4.
Cette simulation consiste au calcul des trajectoires de 10000 muons au travers d’un
volume donné, comprenant des objets massifs. A l’entrée et à la sortie du volume les
trajectoires des muons sont mesurées par des plans détecteurs donnant les
coordonnées (x,y,z) du passage des muons dans ces plans.
• Le premier problème consiste à trouver le moyen de voxeliser
(c'est-à-dire de « pixéliser») le volume.
• La résolution du second problème doit permettre de définir le point
d’approche au plus près des trajectoires des muons mesurées à
l’entrée et à la sortie du volume radiographié plus près et de
calculer ses coordonnées.
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