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Définition |
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Historique |
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Principe |
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Performances |
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Avantages et inconvénients |
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La matière constituant un objet d'art ou d'archéologie recèle de nombreux indices très utiles pour leur étude. En particulier, la composition chimique permet d'identifier le matériau, sa provenance, les recettes de fabrication, et ses éventuelles altérations. Quels élements chimiques entrent dans la composition les objets de musées et dans quelles proportions ? C'est pour répondre à cette question qu'une méthode performante et non destructive - la technique d'analyse PIXE - a été implantée au LRMF. Son principe est simple : il s'agit de capter les rayons X émis par l'objet de musée lorsqu'il est placé dans le faisceau d'un petit accélérateur de particules. En effet, stimulés par les particules du faisceau, les atomes de la matière émettent un rayonnement X caractéristique de chaque élément. Sans prélèvement ni dommage, et en quelques minutes, la méthode PIXE délivre la concentration de tous les éléments compris entre le sodium et l'uranium. Ce phénomène - la production de rayons X sous l'impact d'un faisceau de particules - a été observé dès 1912 par Chadwick. Pourtant, il a fallu attendre plus de 50 ans, avec le développement de détecteurs de rayons X à semi-conducteurs, la disponibilité de petits accélérateurs et l'avènement d'ordinateurs pour l'employer à des fins d'analyse chimique. En 1970, Johansson jette les fondements de cette technique qu'il dénomme PIXE. En 1989, le LRMF s'est équipé d'un tel accélérateur - AGLAE - pour adapter les techniques d'analyse par faisceaux d'ions aux objets de musées - dont la méthode PIXE. Depuis, la technique a été sans cesse améliorée et les analyses en mode PIXE représentent aujourd'hui plus de la moitié du temps de fonctionnement de l'installation. Principe Le mécanisme de la méthode
PIXE se déroule au niveau de l'atome et de son cortège d'électrons.
Le scénario se décompose en 3 phases :
Dernière étape : on détecte ces rayons X caractéristiques et on en déduit la composition de l'objet Détails pratiques Pour mettre en oeuvre cette technique, il faut les dispositifs suivants :
La méthode PIXE présente les caractéristiques suivantes :
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En pénétrant
dans l'objet à analyser, une particule du faisceau éjecte un électron
proche du noyau d'un atome.
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