Microsonde nucléaire

1. Principales interactions utilisées

1.1 Principe des interactions ions-matière

1.2 Émission X induite par des particules chargées (PIXE)

1.3 Méthodes par diffusion élastique

1.4 Observation directe des réactions nucléaires

1.5 Autres méthodes utilisables avec une microsonde nucléaire

2. Appareillage

2.1 Accélérateur

2.2 Ligne de faisceau

2.3 Système de focalisation et de balayage

2.4 Chambre d’analyse

2.5 Électronique de pilotage et de mesure

2.6 Microsondes nucléaires en France

3. Domaines d’application

3.1 Comparaison avec quelques autres méthodes d’analyse locale

3.2 Limite d’emploi de la microsonde nucléaire

3.3 Applications de la microsonde nucléaire

Pour en savoir plus

Les émissions de particules ou de rayonnement qui accompagnent la pénétration des ions légers dans la matière, à une énergie incidente de quelques MeV, ont donné lieu à plusieurs méthodes de dosage élémentaire, généralement utilisées pour des analyses de surface et de couches minces. La focalisation de ces faisceaux de particules à l’échelle du micromètre sur les échantillons a conduit à la réalisation d’une génération d’instruments appelés microsondes nucléaires. La première a fait son apparition en Angleterre en 1969 [1]. Depuis, environ soixante appareils de ce type ont été développés dans le monde, principalement dans les pays à technologies avancées: Europe, États-Unis, Japon, Australie… Nombre d’entre eux permettent d’obtenir des tailles de faisceau de l’ordre du micromètre et quelquefois de quelques dixièmes de micromètre. Cette technique permet des localisations latérales très fines directement liées à la taille du faisceau et accède ainsi à la microrépartition des éléments dans les trois dimensions. Elle apporte aussi des contraintes supplémentaires dues aux fortes densités locales de particules incidentes qu’il faut imposer aux échantillons pour obtenir un signal exploitable. La plupart des interactions nucléaires et atomiques ions-matière sont utilisées, souvent en association, sur le même échantillon et dans la même enceinte. Les applications concernent des disciplines aussi variées que la physique du solide, la métallurgie, la géochimie, la biologie, la médecine, l’archéologie…

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