ARCANE - Atelier Régional de Caractérisation par Analyse Nucléaire Elémentaire

Lorsqu’un ion de haute énergie passe à proximité d’un atome, il peut survenir une éjection d’un électron d’une couche profonde de celui-ci, créant ainsi une lacune. Cette lacune peut alors être comblée par un électron d’une couche supérieure, et la transition s’accompagne généralement de l’émission d’un rayonnement X d’énergie égale à la différence d’énergie entre les deux niveaux.

La détection de ce rayonnement permettra alors l’identification de l’atome qui lui a donné naissance, et son intensité donnera l’information sur sa quantité présente dans la cible.

Cette technique PIXE présente plusieurs intérêts par rapport à d’autres méthodes de fluorescence X :

• Comme les autres, elle autorise une identification et dosage multi-élémentaire des constituants de masse supérieure au sodium.
• Les limites de détection obtenues sont de l’ordre de grandeur de la dizaine de ppm, pour la plupart des matériaux analysés, mais dépendent également fortement de la nature de la matrice étudiée.
• Compte tenu de la forte énergie de la source incidente qui va créer l’excitation, la profondeur analysée variera de 1 à 30 µm en fonction de l’élément dosé et de la matrice de l’échantillon.
• Enfin, cette même énergie incidente élevée permettra de d’exciter les couches les plus profondes des atomes lourds, et de créer ainsi du rayonnement X jusqu’à plus de 20KeV et s’affranchir ainsi d’éventuels problèmes de résolution sur les raies de plus basse énergie.

Cette méthode PIXE sera particulièrement bien adaptée à la recherche multi-élémentaire d’éléments majeurs et traces dans un échantillon.

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