12 • Spectrométrie de fluorescence X
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La liste serait longue s’il fallait indiquer toutes les applications de la fluorescence X
en analyse. Industries photographiques, papetières, des semi-conducteurs (impuretés du silicium), pétrochimiques (S, P, Cl)... En géologie, toxicologie, environnement (poussières,
fumées de combustion, pollution des terrains), gestion des déchets et des rejets (éléments
lourds tels As, Cr, Cd ou Pb), analyse des « ultra-légers » (azote). Enfin pour des applications très actuelles, c’est par cette méthode que l’on fait le diagnostic plomb dans l’habitat
(peintures et revêtements muraux) et qu’on analyse le sol de Mars (fig.12.16).
QUELQUES SITES SUR INTERNET
www.amptek.com
www.kevex.com
www.spectrace.com
www.bruker-axs.de
www.oxford-instruments.com
www.panalytical.com
www.niton.com
www.edax.com
EXERCICES
Solutions en fin d’ouvrage
Exercice 12.1
a) Pourquoi le tableau des raies d’émission de fluorescence X ne commence-t-il qu’au lithium ?
b) Pour doser les éléments dont l’énergie du rayonnement émis est inférieure à 3 keV, il est
nécessaire de purger l’air de l’appareil pour le remplacer par de l’hélium. Pourquoi ?
Exercice 12.2
Un tube à rayons X dont l’anticathode est en tungstène, sert de source dans un spectromètre de fluorescence X comportant un goniomètre équipé d’un cristal de tartrate d’éthylènediamine. Le plan de réflexion mis en jeu correspond à une distance interréticulaire de
d = 4,404 .
a) Calculer l’angle de déviation mesuré par rapport à la direction du rayon incident pour
recueillir la raie de fluorescence Lb du brome (l = 8,126) émise par un échantillon de
bromure de sodium (on considère que l’observation se fait en réflexion du premier ordre).
b) Sachant que la longueur d’onde de la raie Ka de l’anticathode de tungstène est de 0,209,
calculer la tension accélératrice minimum des électrons du tube à rayons X pour faire apparaître cette raie.
Exercice 12.3
Pourrait-on se protéger efficacement des rayons X, en s’entourant d’un film d’aluminium
ménager, d’épaisseur 12 mm ?
On fera le calcul du pourcentage de transmission (masse volumique de Al = 2,66 g/cm
3 ) :
➤ pour la raie Ka du titane (4,51 keV, m M Al = 264 cm
2
·g
−1 ),
➤ puis pour la raie Ka de l’argent (22 keV, m M Al = 2,54 cm
2
·g
−1 ).
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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La liste serait longue s’il fallait indiquer toutes les applications de la fluorescence X
en analyse. Industries photographiques, papetières, des semi-conducteurs (impuretés du silicium), pétrochimiques (S, P, Cl)... En géologie, toxicologie, environnement (poussières,
fumées de combustion, pollution des terrains), gestion des déchets et des rejets (éléments
lourds tels As, Cr, Cd ou Pb), analyse des « ultra-légers » (azote). Enfin pour des applications très actuelles, c’est par cette méthode que l’on fait le diagnostic plomb dans l’habitat
(peintures et revêtements muraux) et qu’on analyse le sol de Mars (fig.12.16).
QUELQUES SITES SUR INTERNET
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EXERCICES
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Exercice 12.1
a) Pourquoi le tableau des raies d’émission de fluorescence X ne commence-t-il qu’au lithium ?
b) Pour doser les éléments dont l’énergie du rayonnement émis est inférieure à 3 keV, il est
nécessaire de purger l’air de l’appareil pour le remplacer par de l’hélium. Pourquoi ?
Exercice 12.2
Un tube à rayons X dont l’anticathode est en tungstène, sert de source dans un spectromètre de fluorescence X comportant un goniomètre équipé d’un cristal de tartrate d’éthylènediamine. Le plan de réflexion mis en jeu correspond à une distance interréticulaire de
d = 4,404 .
a) Calculer l’angle de déviation mesuré par rapport à la direction du rayon incident pour
recueillir la raie de fluorescence Lb du brome (l = 8,126) émise par un échantillon de
bromure de sodium (on considère que l’observation se fait en réflexion du premier ordre).
b) Sachant que la longueur d’onde de la raie Ka de l’anticathode de tungstène est de 0,209,
calculer la tension accélératrice minimum des électrons du tube à rayons X pour faire apparaître cette raie.
Exercice 12.3
Pourrait-on se protéger efficacement des rayons X, en s’entourant d’un film d’aluminium
ménager, d’épaisseur 12 mm ?
On fera le calcul du pourcentage de transmission (masse volumique de Al = 2,66 g/cm
3 ) :
➤ pour la raie Ka du titane (4,51 keV, m M Al = 264 cm
2
·g
−1 ),
➤ puis pour la raie Ka de l’argent (22 keV, m M Al = 2,54 cm
2
·g
−1 ).
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit