Analyse élémentaire

	L'accélérateur AGLAE © C2RMF, D. Vigears

L'accélérateur

AGLAE est un système d'analyse basé sur un accélérateur électrostatique de type tandem, modèle Pelletron, construit par la société américaine National Electrostatics Corporation. Installé en 1987 et inauguré en février 1989 par le Ministre de la Culture et de la Communication, AGLAE reste à ce jour la seule installation de ce type dans le monde à être implantée dans un laboratoire de musée. La tension maximale du terminal de 2 millions de Volts permet de produire des protons et deutons possédant une énergie allant jusqu'à 4 MeV et des ions He jusqu'à 6 MeV. Pour la production de ces faisceaux, AGLAE est équipé de deux sources :

• Une source Duoplamatron pour la production des protons, deutérons.
• Une source Alphatross poiur la productions des ions He (4He, 3He)

Vues en 3-D de l'accélérateur et sa source d'ions ainsi que de la salle de contrôle et d'expérience. Ces  vues au format QuicktimeVR nécessite  Quicktime player version 5 ou ultérieure.




 

Les trois lignes de faisceau de l'accélérateur © C2RMF, D. Vigears

Trois lignes de faisceau

AGLAE met en œuvre les méthodes d'analyse utilisant des faisceaux d'ions dérivées de la physique nucléaire et désormais d'un emploi courant en science des matériaux. Elles sont basées sur l'interaction de nature atomique ou nucléaire entre les ions incidents et les atomes constitutifs des matériaux, et la détection des produits de l'interaction (photons ou ions secondaires) dont l'énergie est caractéristique de l'atome-cible. Elles possèdent de très bonnes performances analytiques tout en étant non destructives pour tenir compte du caractère précieux et souvent unique des oeuvres. Trois techniques sont utilisées: l'émission X induite par particules chargées (PIXE), la spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford (RBS) et l'analyse par réactions nucléaires (NRA) dont une variante est dénommée PIGE (émission gamma induite par particules chargées). Trois lignes de faisceau sont implantées :

• une ligne d'analyse sous vide réservée aux prélèvements et aux méthodes ne pouvant êtres pratiquées à l'air.
• Une ligne réservée aux développements nouveaux : PIXE-XRF, alpha-PIXE, etc... Dans cette ligne, le faisceau est de forte intensté et peu focalisé.
• Une ligne expérimentale tout à fait innovante constituant un  microfaisceau extrait à l'air. En effet, grâce à cette ligne, le caractère non destructif de cet instrument  est conforté, en permettant l'analyse directe des oeuvres sans prélèvement ni préparation ou mise sous vide. Elle a été équipée d'un dispositif de focalisation qui permet de réduire la taille du faisceau jusqu'à environ 10 µm et de réaliser ainsi une microsonde nucléaire à pression atmosphérique. Cette ligne est aussi la plus couramment utilisée. 

Vue 3-D des 3 lignes de faisceaux au format QuicktimeVR.

Une microsonde nucléaire à l'air

En dehors de l'évidente facilité d'opération , les principaux avantages offerts par un tel dispositif sont

- la possibilité d'analyser des objets de toute taille et de toute forme
- l'analyse d'objets fragiles pouvant souffir d'une mise sous vide
- l'analyse d'une zone de taille réduite (20 µm)
- la constitution de cartes de répartition élémentaires à l'échelle microscopique ou macroscopique en déplaçant l'oeuvre sous le faisceau
- une réduction significative du risque de dommage par irradiation
- pas d'appliaction d'un dépôt conduteur sur les oeuvres

Les  développements constants de ce dispositif ont permis d'implanter la quasi totalité des méthodes IBA directement dans l'air (PIXE, PIGE, RBS, NRA, et très récemment ERDA).

Vue 3-D du dispositif de la microsonde nucléaire à l'air libre au format QuicktimeVR. Pour de plus amples informations , nous vous proposons une visite guidée de l'accélérateur AGLAE