Présentation
Auteur(s)
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Éric ELIOT : Chef de la Section d’Analyse et d’Instrumentation SpectrométriqueCentre d’études de Saclay DPE
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René LÉTOLLE : Professeur émérite à l’université Pierre et Marie Curie (Paris VI) Laboratoire de Biogéochimie isotopique
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Étienne ROTH : Professeur honoraire au Conservatoire National des Arts et MétiersCentre d’études de Saclay SPAM
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘analyse des isotopes stables est utilisée de façon croissante dans de nombreux domaines dont les principaux sont la biochimie et la pharmacologie, l’environnement, la géochimie et la cosmochimie.
La justesse et la sensibilité accrues des mesures donnent accès à la détermination de mécanismes de réactions dans les sciences du vivant, à des datations précises, à des analyses d’ultratraces, tandis que des procédés de visualisation permettent d’étudier des diffusions dans les solides, ou, in vivo, de suivre des mouvements de fluides dans des être vivants.
Les techniques de mesure des isotopes stables, notons-le, s’appliquent aussi aux isotopes radioactifs, moyennant les protections nécessaires, et si leur vie n’est pas trop brève. Après avoir donné la nécessaire introduction sur ce que sont, et comment varient, les abondances isotopiques naturelles, nous décrivons, en premier, contrairement à l’habitude, les applications permises par les mesures isotopiques ; en effet, c’est en fonction du but recherché que le choix de l’une des méthodes d’analyse doit être fait.
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VERSIONS
- Version courante de mars 2014 par Frédéric CHARTIER, Hélène ISNARD, Anthony NONELL
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1. Isotopes stables dans le milieu naturel
De nombreux éléments présentent des variations dans l’abondance de leurs isotopes. Deux types d’effets sont à l’origine de ce phénomène.
1.1 Enrichissement naturel en isotope stable par voie chimique et/ou physique
Les isotopes d’un même élément diffèrent dans leur comportement par des énergies de liaison et d’activation différentes. De là résulte que, pour des raisons thermodynamiques ou cinétiques, la plupart des réactions chimiques et physiques permettent l’enrichissement d’une ou plusieurs phases en un ou plusieurs isotopes. Les éléments légers présentent les variations naturelles les plus importantes et aussi les mieux documentées de leurs abondances isotopiques relatives [1] [2].
les abondances isotopiques données dans les références [1] [2] peuvent ne pas avoir l’abondance isotopique conventionnelle des tables. L’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée dans sa Commission des poids atomiques et Abondances isotopiques travaille à uniformiser les données et les notations.
On présente fréquemment les variations isotopiques observées dans une unité conventionnelle δ (‰) par rapport à une référence bien connue :
avec :
- aLe et ale :
- abondances isotopiques des isotopes lourd et léger de l’échantillon
- aLr et alr :
- abondances isotopiques des isotopes lourd et léger de la référence.
Cette notation a été adoptée de manière...
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Isotopes stables dans le milieu naturel
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LÉTOLLE (R.), MARIOTTI (A.), BARIAC (T.) - Isotopes stables : applications. - Aditech 96 Bd Blanqui 13e Paris (1991). Référence d’un rapport publié sous les auspices du ministère de la Recherche, contenant les références les plus complètes sur les sujets abordés dans le présent chapitre. La bibliographie y est arrêtée vers mars 1991.
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(2) - ROTH (E.) - Chimie nucléaire appliquée. - Masson, Paris (1968).
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(3) - ROTH (E.), POTY (B.) - Nuclear methods of dating. - Kluwer (1989). [Édition française, avec la collaboration de Ménager M.T. : Méthodes de datation par les phénomènes naturels : applications. Masson (1985)].
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(4) - International Union of Pure and Applied Chemistry - Isotopic compositions of the elements - 1989 dans Pure and Appl. Chem. Vol. 63 No 7 p. 991-1002 (1991). (Ces tables de compositions isotopiques, auxquelles sont annexées des listes très complètes de références, sont mises à jour tous les deux ans).
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(5) - MARTIN (G.L.) - * - dans...
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