Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article détaille les caractéristiques et les différentes étapes de la méthode PIXE. Puis il examine plus en détail l'application de cette méthode à l'analyse d'aérosols, analyse mise en œuvre principale en recherche environnementale et en médecine. Grâce notamment à la méthode PIXE, on a montré qu’il existe une possibilité de coopération interlaboratoires dans l’analyse et le traitement des données, ce qui est particulièrement utile notamment pour les données environnementales liées à la pollution.
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Vaclav POTOCEK : Technical Manager for Life ProductsGN Resources International (GNCZ) , République tchèque
INTRODUCTION
Traduction de l’anglais par Anne-Marie GAULIER
L’analyse d’aérosols par PIXE comporte plusieurs aspects complémentaires ; les deux principaux sont la méthodologie et la technologie de l’application. La méthodologie comprend :
• L’établissement de l’étude,
• L’échantillonnage et le traitement de l’échantillon,
• L’obtention du spectre,
• L’analyse du spectre et la quantification,
• Le traitement des données,
• L’interprétation.
La technologie comprend les problèmes :
• de configuration du dispositif d’échantillonnage,
• de disposition de l’appareillage PIXE,
• de sélection et d’utilisation du logiciel de traitement du spectre.
Ces points sont examinés ci-après. Bien entendu, il faut remarquer qu’ils sont reliés entre eux si étroitement que nous ne pouvons les séparer, en dépit du fait que certains d’entre eux sont communs à toutes les techniques d’analyse, pas seulement PIXE.
Pour ce qui est des applications scientifiques, l’analyse d’aérosols par PIXE peut se rattacher à la fois à la recherche environnementale (incluant la recherche en technologie industrielle) et à la médecine. Les applications principales sont :
• les études sur les aérosols ambiants,
• les études sur les aérosols à l’intérieur d’un bâtiment,
• les études sur les aérosols dans l’appareil respiratoire.
Les études sur les aérosols ambiants jouent un rôle important dans la recherche environnementale. Les données et les conclusions obtenues peuvent contribuer significativement à l’étude du transport de la pollution de l’air, à la fois global et local. Connaissant le besoin urgent de données comparables dans cette recherche, il est très important de lancer des programmes internationaux utilisant une méthodologie unifiée.
Comme la recherche doit inclure des données météorologiques, il est nécessaire d’avoir des connaissances en météorologie et en physique de l’atmo-sphère, spécialement sur les couches les plus basses de la troposphère. L’autre partie importante du savoir scientifique réside dans la science des aérosols, c’est-à-dire la physique et la chimie des particules dans l’air (par exemple les agrégats de particules, les réactions chimiques avec l’air et l’eau, la sédimentation, etc.). Si la méthode PIXE est utilisée dans la recherche sur la pollution de l’air à l’intérieur des bâtiments ou sur son influence sur la santé, il est nécessaire d’avoir des connaissances en biologie, par exemple en anatomie et physiologie de l’appareil respiratoire aussi bien que dans des branches qui décrivent les aspects spécifiques de l’environnement à l’intérieur des bâtiments (tels que le chauffage, le conditionnement de l’air, la sorption sur les murs, etc.). Pour la chimie analytique des aérosols en général, le livre le plus récent est [3] .
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Présentation
Notions de base. Échantillonnage5. Conclusion
En dépit des différences dans les expériences d’interétalonnage, les essais ont clairement montré qu’il existe une possibilité de coopération interlaboratoires dans l’analyse et le traitement des données. En principe, une spécialisation doit exister pour utiliser les dispositifs analytiques et les logiciels les plus appropriés pour tel ou tel type d’échantillon ou pour employer les accélérateurs plus efficacement. Cela, bien entendu, n’est pas limité aux analyses d’aérosols.
Il faut noter qu’une incertitude doit être prise en compte, conséquence du manque de standards pour les échantillons réels d’aérosols. Malheureusement, il n’est en général pas évident qu’un dispositif analytique ou un logiciel donnent des résultats que l’on puisse considérer comme certainement exacts, on peut seulement avoir une confiance plus ou moins justifiée dans l’expérience de certains laboratoires. C’est peut-être une des raisons pour laquelle les résultats publiés d’analyse ou de comparaisons interlaboratoires sont si rares.
Pourvu que le logiciel de traitement de spectre soit indépendant du dispositif analytique et même du système d’exploitation de l’ordinateur, il peut être utilisé pour le traitement des données provenant d’autres laboratoires. Les spectres de raies X et l’information sur les conditions analytiques peuvent être facilement transmis par Internet et donc traités ensemble.
C’est un grand avantage au moins dans les cas suivants :
• Les spectres PIXE pour une étude partagée peuvent être pris dans plusieurs laboratoires afin d’optimiser le temps d’utilisation de l’accélérateur. Cependant, un laboratoire unique reste responsable des résultats.
• Il est possible de sélectionner un dispositif d’irradiation unique pour analyser une quantité limitée de cibles et garder un niveau de qualité standard et même une forme standard des données de sortie.
• L’intercalibration et l’intercomparaison peuvent être indépendantes du logiciel, et le contrôle mutuel peut devenir plus facile et mener à une meilleure fiabilité des résultats.
• Il est possible de mettre en place une banque de spectres (par exemple spectres d’aérosols d’une localité donnée) comme source de données pour une future recherche comparative.
Pour l’application de PIXE à la recherche d’aérosols,...
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Conclusion
Traduction de l’anglais par Anne-Marie GAULIER
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOHANSSON (S.A.E.), CAMPBELL (J.L.) - PIXE - A novel technique for elemental analysis - , John Wiley and Sons Ltd., Chichester (1988).
-
(2) - JOHANSSON (S.A.E.), CAMPBELL (J.L.), MALMQVIST (K.G.), Eds - Particle-lnduced X-Ray Emission Spectroscopy (PIXE) - , sur Internet (page www.physics.uoguelph.ca/books/jlc-2.html ).
-
(3) - JOHANSSON (T.B.), AKSELSSON (R.), JOHANSSON (S.A.E.) - X-ray analysis : Elemental trace analysis at the 10 −12 g level - , Nucl. Instrum. and Methods 84, 141-143 (1970).
-
(4) - SPURNY (K.R.) (ed.) - Analytical chemistry of aerosols - , Lewis Publishers, New York (1999).
-
(5) - CAMPBELL (J.L.), MAENHAUT (W.), BOMBELKA (E.), CLAYTON (E.) , MALMQVIST (K.), MAXWELL (J.A.), PALLON (J.), VANDENHAUTE (J.) - An intercomparison of spectral data processing techniques in PIXE - , Nucl. Instrum. and Methods in Phys. Res. B 14, 204-220 (1986).
-
(6)...
ANNEXES
On trouvera ci-dessous des exemples des pages web contenant des informations sur PIXE et ses applications, apparaissant dans une recherche sur le mot clé PIXE. Il ne s’agit pas de la liste de plusieurs milliers de termes trouvés, mais d’une sélection qui donnera des « points d’entrée ». Pour trouver un article précis, il faut effectuer une recherche plus complète par exemple « PIXE + aérosol », au lieu de PIXE simplement.
Les premières références de la liste sont en français.
www.culture.fr/culture/conservation/fr/methodes/pixe.htm
www.physique.fundp.ac.be/physdpt/unites/larn.html
www-phase.c-strasbourg.fr/groupes.html
www.crpg.cnrs-nancy.fr/METALLO/theme4.html
web.cnrs-orleans.fr/~ceri/accel.html
sbgal10.in2p3.fr/service/dir_tech.htm
marpix1.in2p3.fr/Pixel/dice/pixegeo/html/node14.html
https://eag.com/fr/techniques/spectroscopy/particle-induced-x-ray-emission-pixe/
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