LABORATOIRE D'ANALYSE PAR ACTIVATION NEUTRONIQUE

Département de géologie et de génie géologique, Université Laval

L'analyse instrumentale par activation neutronique est une méthode qui permet de doser la concentration des éléments chimiques dans les matériaux solides tels que les roches, les minéraux, les sols, les sédiments et les céramiques. La méthode repose sur le bombardement de la substance par des neutrons thermiques qui produisent une radioactivité dans l'échantillon. Les rayons gamma émis par les différents éléments sont ensuite mesurés au laboratoire à l'aide de détecteurs au germanium de haute résolution. Cette technique analytique est non-destructive et permet le dosage simultané multi-élémentaire à des concentrations de l'ordre du ppm. Les avantages de la technique sont la simplicité de préparation des échantillons (aucune dissolution chimique n'est requise; de plus les problèmes de contamination sont généralement négligeables) et la facilité d'utilisation des systèmes de mesures analytiques.

Méthodologie et instrumentation

En routine une masse de 2 à 3 grammes d'échantillon sous forme de poudre fine est encapsulée puis expédiée pour irradiation au réacteur Slowpoke de l'École Polytechnique de Montréal. Un lot typique d'échantillons irradiés contient 14 spécimens inconnus et 2 étalons. Les échantillons sont soumis pendant deux heures à un flux de neutrons de 5 x 10¹¹ n cm^-2 s^-1. L'acquisition des spectres de rayons gamma s'effectue à l'aide de deux détecteurs co-axiaux GEM-20180P refroidis à l'azote liquide (-195°C) et deux spectromètres digitaux Dspec pour rayons gamma (Ortec). Les deux détecteurs ont une efficacité de 20 et 27% et une résolution de 1.72 keV à la raie de 1332.5 keV. Le blindage de Pb et de Cu permet d'abaisser le bruit de fond ambiant à 10.5 coups par seconde. Nous procédons à deux acquisitions, soit 7 jours et 28 jours après l'irradiation. La déconvolution des spectres s'effectue avec le logiciel de spectrométrie gamma EPAA (version 2.2, Greg Kennedy, École Polytechnique). L'étalonnage des instruments a été établi à l'aide de matériaux certifiés de référence et de standards synthétiques. Il s'agit donc d'une méthode comparative.

Liste des éléments dosés et limites de détection

À l'Université Laval, jusqu'à 35 éléments sont analysés par activation neutronique. La limite de détection pour un élément varie beaucoup avec la composition de l'échantillon. Ainsi les limites de détection énumérées dans le tableau ci-dessous sont fournies à titre indicatif pour des déterminations de routine.

Veuillez noter que pour les spécimens dont les concentrations peuvent excéder 300 ppm d'U, 300 ppm de B, 1200 ppm de Li, il nous faut connaître ces concentrations avant de procéder à leur irradiation.

Tarification à partir du 15 juin 2009

Coordonnées

Bibliographie des méthodes analytiques:

- Constantin M., 2009. Trace elements data for gold, iridium and silver in seventy geochemical reference materials. Geostandards and Geoanalytical Research, 33: 115-132

http://www3.interscience.wiley.com/journal/120081392/issue

- Constantin M. 2006. Determination of Au, Ir and thirty-two other elements in twelve geochemical reference materials by instrumental neutron activation analysis. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 267:407-414.

www.springerlink.com/content/y4700763k38w6v47/