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Radioprotection et ingénierie nucléaire
carbonate de sodium. C’est pourquoi après évaporation de l’urine contenant les sels
d’uranyle, ceux-ci sont incorporés par fusion à du fluorure de sodium et du carbonate de
sodium. La limite de détection en uranium par fluorimétrie est d’environ 4 μg>L
–1 (soit
100 mBq>L
–1 pour de l’uranium naturel).
La technique KPA repose sur la phosphorescence de l’uranium. Dans certaines conditions,
un atome lourd comme l’uranium peut être excité avec passage d’un état singulet excité
vers un état triplet excité. La transition de retour vers l’état fondamental étant interdite, il
en résulte une émission d’un rayonnement faible de phosporescence pouvant durer des
heures au lieu de quelques nanosecondes pour la fluorescence. Le KPA mesure la phosphorescence d’un échantillon contenant de l’uranium après excitation par un laser pulsé
à colorant. Le nombre de photons détectés est proportionnel au nombre d’ions excités. La
mesure par KPA est réalisée en général sur des échantillons d’urine après minéralisation.
Les limites de détection obtenues pour l’uranium par KPA sont d’environ 1 μg>L –1 (soit
25 mBq>L
–1 pour de l’uranium naturel).
Ces méthodes rapides permettent aisément un tri en cas d’accidents et/ou de suspicion de
contamination. De plus, les volumes de prise d’essai sont suffisamment faibles (inférieures
à 1 mL) pour que les analyses isotopiques par spectrométrie α puissent être démarrées en
même temps.
ICP-MS (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry)
L’ICP-MS utilise un plasma d’argon à couplage inductif comme source d’ions, couplé à un
spectromètre de masse qui permet de trier les ions en fonction de leur rapport
masse/charge (m/Z). Ce système permet la mesure rapide et simultanée de la plupart des
éléments du tableau périodique.
La figure 5.15 montre le schéma d’un ICP-MS dont le principe de fonctionnement est le
suivant.
Une pompe péristaltique permet le transport en continu de la solution à analyser vers le
nébuliseur, puis l’injection dans la chambre de nébulisation. Seule une fraction de
l’échantillon nébulisé (les plus fines gouttelettes) poursuit son parcours jusqu’à la torche à
plasma. À l’extrémité de la torche, une bobine d’induction permet de générer un plasma
d’argon, gaz vecteur, et de maintenir une température d’environ 8000 K au cœur de celuici. Les éléments constitutifs de l’échantillon sont ainsi désolvatés, les molécules dissociées
et les atomes ionisés avant leur migration vers le spectromètre de masse. La mesure par
spectrométrie de masse nécessitant un vide poussé (10
–6 mbar) et le plasma étant généré
à pression ambiante, un système à étage de pression est utilisé pour une transmission optimale des ions. Le spectromètre de masse peut être un quadripôle comme représenté sur le
schéma, ou bien un secteur magnétique ou encore la combinaison d’un secteur électrostatique et d’un secteur magnétique. Seuls les ions d’un rapport masse sur charge donné
auront un parcours stable et pourront être détectés. La mesure des ions ainsi sélectionnés
est réalisée grâce à un multiplicateur d’électrons en forme d’entonnoir.
L’ICP-MS étant bien adapté pour l’analyse d’échantillons liquides, la mesure des émetteurs
α peut être réalisée directement dans l’urine après dilution pour minimiser les effets de
matrice. Elle peut également être mise en œuvre après minéralisation de l’urine et concentration des radioéléments afin d’abaisser les limites de détection (Baglan et al., 1999). La
mesure des émetteurs α dans les selles est quant à elle effectuée après calcination et redissolution des cendres et éventuellement concentration des radioéléments.
Radioprotection et ingénierie nucléaire
carbonate de sodium. C’est pourquoi après évaporation de l’urine contenant les sels
d’uranyle, ceux-ci sont incorporés par fusion à du fluorure de sodium et du carbonate de
sodium. La limite de détection en uranium par fluorimétrie est d’environ 4 μg>L
–1 (soit
100 mBq>L
–1 pour de l’uranium naturel).
La technique KPA repose sur la phosphorescence de l’uranium. Dans certaines conditions,
un atome lourd comme l’uranium peut être excité avec passage d’un état singulet excité
vers un état triplet excité. La transition de retour vers l’état fondamental étant interdite, il
en résulte une émission d’un rayonnement faible de phosporescence pouvant durer des
heures au lieu de quelques nanosecondes pour la fluorescence. Le KPA mesure la phosphorescence d’un échantillon contenant de l’uranium après excitation par un laser pulsé
à colorant. Le nombre de photons détectés est proportionnel au nombre d’ions excités. La
mesure par KPA est réalisée en général sur des échantillons d’urine après minéralisation.
Les limites de détection obtenues pour l’uranium par KPA sont d’environ 1 μg>L –1 (soit
25 mBq>L
–1 pour de l’uranium naturel).
Ces méthodes rapides permettent aisément un tri en cas d’accidents et/ou de suspicion de
contamination. De plus, les volumes de prise d’essai sont suffisamment faibles (inférieures
à 1 mL) pour que les analyses isotopiques par spectrométrie α puissent être démarrées en
même temps.
ICP-MS (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry)
L’ICP-MS utilise un plasma d’argon à couplage inductif comme source d’ions, couplé à un
spectromètre de masse qui permet de trier les ions en fonction de leur rapport
masse/charge (m/Z). Ce système permet la mesure rapide et simultanée de la plupart des
éléments du tableau périodique.
La figure 5.15 montre le schéma d’un ICP-MS dont le principe de fonctionnement est le
suivant.
Une pompe péristaltique permet le transport en continu de la solution à analyser vers le
nébuliseur, puis l’injection dans la chambre de nébulisation. Seule une fraction de
l’échantillon nébulisé (les plus fines gouttelettes) poursuit son parcours jusqu’à la torche à
plasma. À l’extrémité de la torche, une bobine d’induction permet de générer un plasma
d’argon, gaz vecteur, et de maintenir une température d’environ 8000 K au cœur de celuici. Les éléments constitutifs de l’échantillon sont ainsi désolvatés, les molécules dissociées
et les atomes ionisés avant leur migration vers le spectromètre de masse. La mesure par
spectrométrie de masse nécessitant un vide poussé (10
–6 mbar) et le plasma étant généré
à pression ambiante, un système à étage de pression est utilisé pour une transmission optimale des ions. Le spectromètre de masse peut être un quadripôle comme représenté sur le
schéma, ou bien un secteur magnétique ou encore la combinaison d’un secteur électrostatique et d’un secteur magnétique. Seuls les ions d’un rapport masse sur charge donné
auront un parcours stable et pourront être détectés. La mesure des ions ainsi sélectionnés
est réalisée grâce à un multiplicateur d’électrons en forme d’entonnoir.
L’ICP-MS étant bien adapté pour l’analyse d’échantillons liquides, la mesure des émetteurs
α peut être réalisée directement dans l’urine après dilution pour minimiser les effets de
matrice. Elle peut également être mise en œuvre après minéralisation de l’urine et concentration des radioéléments afin d’abaisser les limites de détection (Baglan et al., 1999). La
mesure des émetteurs α dans les selles est quant à elle effectuée après calcination et redissolution des cendres et éventuellement concentration des radioéléments.