Application of neutron activation analysis to the investigation of natural and pollution aerosols

Résumé On attend généralement beaucoup de l'analyse par activation neutronique pour apporter des données sur les traces de métaux rencontrées dans les milieux atmosphériques pollués. Ces données devraient conduire à un projet de contr?le effectif de la pollution. On discute 5 articles de Colloque en tant qu'exemples de la nature des recherches sur la pollution de l'air, sur l'amĺioration des techniques analytiques pour aller au devant des besoins relatifs aux applications à l'environnement et sur la comparaison de techniques associées. L'expérience de l'auteur de l'article et de ses collaborateurs est alors prise comme exemple des différentes applications qui peuvent être faites de l'analyse par activation pour l'étude de traces métalliques dans la matière spéciale qu'est l'air urbain. Ceux qui pratiquent l'analyse par activation sont amenés à porter leur attention sur l'étude à grande échelle des problèmes de l'environnement et à ne pas réduire leurs efforts aux seuls aspects analytiques.      

Sur la dispersion diélectrique dans le domaine décimétrique et centimétrique

Conclusion On voit que l'étude systématique de la dispersion diélectrique constitue un moyen d'étude très précieux des mouvements des molécules aussi bien à l'état solide qu'à l'état liquide. Toutefois, cette étude doit être systématique et complète. Avant de tenter une interprétation, il faut disposer du spectre complet de dispersion du composé, aussi bien à l'état solide qu'à l'état liquide et ceci à plusieurs températures, entre quelques Hz ou fractions de Hz jusque dans le domaine millimétrique. Il est souhaitable de disposer aussi de données dans l'infrarouge lointain. Depuis Rubens, personne n'a effectué des mesures à 0,3 mm, quoique l'on dispose à cette longueur d'onde d'une source très commode. Des tentatives d'interprétation basées sur des mesures isolées sont actuellement vouées à l'échec et risquent d'embrouillerle problème au lieu delerésoudre. D'autre part les conceptions théoriques devront être mises sous une forme plus quantitative, permettant une vérification plus s?re. Des recoupements avec d'autres méthodes d'investigation (orientation par écoulement, dispersion des ultra-sons) seraient nécessaires. Mais pour que ces recoupements soient fructueux, il est indispensable que les discussions des résultats de ces méthodes se fassent en termes de structure des liquides et de mouvements moléculaires. Un essai très intéressant dans cette direction vient d'ailleurs d'être entrepris (179, 180). L'avantage principal de ces méthodes réside évidemment dans le fait qu'elles peuvent s'appliquer également à des molécules non polaires. Les auteurs tiennent à remercier tout particulièrement Monsieur le Professeur E. Bauer dont les idées et conceptions sont à la base de ce travail et qui nous a guidés et dirigés pendant de nombreuses années.     

Application de quelques methodes de microanalyse a l'etude des couches de passivation de l'acier inoxydable

Résumé Dans le but de préciser les phénomènes responsables de la corrosion fissurante de l'acier inoxydable, nous avons analysé les films de passivation formés à la surface d'échantillons exposés au MgCl₂ bouillant. Suivant la durée du traitement l'épaisseur de ces films varie entre quelques centaines et quelques milliers d'angstr?ms. Les méthodes d'analyse utilisées sont l'activation aux neutrons et aux particules chargées, l'émission ionique secondaire et la io noluminescence atomique. Les résultats obtenus sont décrits et comparés entre eux. Ces expériences mettent en évidence l'intérêt qu'il y a à associer les méthodes qui apportent des renseignements complémentaires.     

Analyse par activation neutronique des polluants atmospheriques solides avec une technique de standard interne

Résumé Une technique non destructive est exposée permettant le dosage d'environ 20 éléments minéraux dans des particules atmosphériques collectées sur filtre. Sur l'échantillon inconnu on dépose une quantité connue de rubidium qui sert de standard interne. L'échantillon inconnu et l'échantillon de référence sont irradiés dans les mêmes conditions pendant plusieurs jours dans un flux de neutrons thermiques, puis comptés sur détecteur Ge(Li). Les avantages et les limitations de la technique du standard interne sont discutés.     

Application de la methode de dosage en surface a l'aide des reactions nucleaires pour l'evaluation de l'interference surface-masse

Résumé Dans un programme de recherche visant à étudier les différentes méthodes de dosage de l'oxygène dans les métaux non ferreux, nous avons été amenés à examiner l'influence de l'oxygène de surface sur la détermination de l'oxygène dans la masse. Cette analyse de la surface a été réalisée en utilisant les réactions nucléaires induites par des particules chargées de faible énergie obtenues à l'aide d'un accélérateur Van de Graaff de 2 Mev.     

The role of elastic scattering analysis in studies of anodic oxidation

Résumé L'analyse par diffusion élastique peut détecter de microquantités à condition qu'elles soient concentrées dans des films minces. En outre, la méthode peut directement fournir des indications sur l'emplacement des éléments. Ces caractéristiques ont été mises à profit pour apporter un instrument utile à l'étude des processus d'oxydation.      

Analyse des microoquantites d'elements traces dans des substances solides par bombardement d'ions

Résumé Le bombardement par les photons et les particules alpha est utilisé comme un outil pour l'analyse de traces. Les émissions détectées sont les ráyonnements γ, les raies X et la rétrodiffusion des particules alpha. On discute d'abord des sensibilités puis des examples d'application. Pour quelques cas l'extention de la méthode à d'autres applications est suggérée.     

Le dosage de l'oxygene au moyen de particules chargees dans le silicium et le germanium. Mises au point relatives aux reactions parasites et a l'isolement du fluor-18

Résumé Le dosage de l'oxygène par radioactivation avec les particules chargées alphas et hélions-3 a été appliqué au silicium et au germanium. Des précisions ont été apportées aux conditions opératoires en analyse non destructive qui est utilisable à l'heure actuelle en toute sécurité pour le silicium. Une méthode nouvelle d'isolement du fluor-18 est proposée en présence des activités étrangères créées à partir de la matrice dans l'irradiation du germanium.     

On the application of charged particle activation analysis to the trace characterization of semiconductor materials

Résumé On décrit l'application de l'analyse par activation aux particules chargées (AAPC) avec mesure après irradiation à la détection de traces d'oxygène, de bore et de lithium. On utilise l'activation aux protens, aux alpha et aux³He pour le dosage non-destructif de l'oxygene dans le silicium. Les limites de détection expérimentale sont respectivement de 0,06 ppm, 0,05 ppm et 5 ppb. L'activation aux³He, couplée à une séparation radiochimique après irradiation, a été employée pour les analyses de l'oxygène dans le germanium avec une limite de détection de 10 ppb. De nouvelles techniques ont été développées pour le dosage du bore et du lithium, basées sur la mesure du⁸Li (T: 850 msec) et de¹²B (T: 20 msec), respectivement et utilisant une technique de mesure β en co?ncidence avec deux scintillateurs minces de plastique. Les possibilités de cette méthode presque “prompte” sont illustrées avec des résultats concernant le silicium, le germanium et des échantillons de verre.      

Continental,marine and anthropogenic contributions to the inorganic composition of the aerosol of an industrial zone

Résumé On peut déterminer, grace à l'analyse multi-éléments par activation neutronique et à un réseau de stations multiples, les concentration et les répartitions de plus de 30 éléments dans un milieu de particules véhiculées dans l'air. Cette étude tente tout d'abord d'établir la composition du “blanc” local dans une zone industrielle, l'échantillonnage se faisant lorsque les stations ne sont pas sous l'influence immédiate d'émissions locales. On compare ces niveaux à ceux du “blanc” réel et on soustrait les contributions naturelles. On choisit les jours d'échantillonnage en fonction des paramètres météorologiques; un essai de superposition des émissions des industries locales sur ce “blanc” local est alors réalisé. La comparaison des facteurs d'enrichissement permet l'identification des polluants jouant un r?le significatif dans la zone. On localise les sources principales en comparant pour différentes stations d'échantillonnage, les concentrations en fonction de la direction du vent.      

Analyse systemati oue d'elements en traces dans l'or metalli oue par activation neutroni oue

Résumé Une méthode d'analyse des impuretés dans l'or métallique par activation neutronique, a été mise au point. Après irradiation de 15 heures dans un flux de 2·10¹⁴ n·cm⁻²·sec⁻¹, l'échantillon d'or est traité en cellule blindée. La matrice est séparée des impuretés à analyser par des méthodes électrolytiques. Les impuretés sont généralement séparées en 3 fractions qui sont mesurées par spectrométrie γ. Le traitement des informations est effectué sur ordinateur IBM 360/91 moyennant un programme écrit au laboratoire. 29 éléments sont détectables par cette méthode.     

Dosage de l'oxygene dans l'aluminium

Résumé L'analyse par activation au moyen de protons, hélions 4, hélions 3 et photons γ a été utilisée pour doser l'oxygène dans l'aluminium. Une comparaison des résultats obtenus à l'aide des différentes particules est ainsi possible. Il appara?t que l'activation au moyen d'hélions 3 est la plus appropriée pour déterminer la teneur en oxygène de l'aluminium qui, quelle que soit la pureté des échantillons analysés, est très faible.     

Rapid neutron activation of bromine using 6.1-minute bromine-82M: Application to the determination of bromine in blood plasma

Résumé Une méthode rapide de dosage du brome dans le plasma sanguin par analyse par activation neutronique est décrite. En mesurant le brome 82m par spectrométrie X, l'analyse dans des échantillons plasmatiques de 10 μl peut être faite en 10 minutes. En présence de grandes concentrations de sodium et de chlore, telles que celles du plasma normal, la plus petite quantité de brome décelable est d'environ 5 ng. Les erreurs statistiques mises à part, l'erreur expérimentale introduit une marge d'incertitude d'environ ±2%. On compare les avantages de différents détecteurs utilisés.      

Sur les dosage du carbone et de l'oxygene dans le sodium ou le cesium par activation au moyen de photons gamma

Résumé On expose les méthodes mises au point pour déterminer les très faibles teneurs en carbone et oxygène dans le sodium ou le césium. Ces deux éléments sont en effet do sables respectivement par les réactions nucléaires suivantes:¹²C (γ, n)¹¹C et¹⁶O(γ, n)¹⁵O. Les procédés de séparation chimique utilisés pour séparer carbone 11 et oxygène 15 sont décrits. L'influence des réactions nucléaires compétitives produisant ces mêmes radioisotopes à partir des autres impuretés ou de la matrice dans le cas du sodium est discutée. On donne de nombreux exemples d'applications. Ces méthodes ont en particulier permis de déterminer des teneurs en oxygène de quelques 10⁻¹ μg/g, et en carbone d'environ 1 μg/g, dans le sodium. Les concentrations trouvées dans le césium sont plus élevées. On compare les résultats avec ceux obtenus par d'autres méthodes.     

Instrumental neutron activation analysis of air filter samples

Résumé La mesure de traces d'éléments dans l'air ambiant a fait l'objet d'une attention accrue ces derniers mois, en raison d'un intérêt grandissant pour les dangers en puissance pour la santé, qui résultent de l'exposition prolongée à certaines substances toxiques. L'analyse par activation neutronique a été employée avec succès dans la recherche de traces d'éléments, et ce, pour un grand nombre d'études de l'environnement; elle semble convenir de fa?on idéale pour la détermination non-destructive multi-élémentaire de la composition de milieux de particules portées par l'air. Dans cet article, on rend compte des performances de l'analyse instrumentale par activation neutronique comme on le montre dans le cas de 40 échantillons d'air filtrées provenant d'une zone métropolitaine.      

Dosage du silicium dans l'aluminium raffine par irradiation aux neutrons thermiques et separation de la silice par precipitation

Résumé La réaction³⁰Si (n, γ)³¹Si (2,6 h) est suffisamment sensible pour permettre le dosage du silicium présent dans un matériau à de très faibles teneurs. Toutefois, le fait que le rayonnement utilisable soit un rayonnement β⁻, suppose une séparation chimique très sélective du silicium, réalisable dans un laps de temps suffisamment court. Les méthodes de séparation habituellement utilisées pour le dosage de traces de silicium:—extraction du complexe silico-molybdique, —distillation de l'acide fluosilicique, ne nous ont pas permis d'obtenir des résultats fiables. On a donc utilisé la méthode de précipitation, après addition dans les échantillons et les étalons, d'une masse exactement connue de silice en solution. Compte tenu du fait que le rendement de précipitation s'établit avec précision par simple pesée, la réaction n'a pas besoin d'être quantitative. Le précipité est purifié par double précipitation et sa pureté contr?lée par spectrométrie γ. Après remise en solution dans HF à une température de 5° C afin d'éviter des pertes en Si, le comptage est effectué dans une capsule à fond de mylar posée sur le compteur; on a ainsi une excellente reproductibilité de comptage et on mesure l'activité de la couche limite. Les étalons, constitués par de la laine de quartz, sont traités de la même fa?on que les échantillons. L'expérience montre que les interférences chimiques sont négligeables. Par contre une très bonne thermalisation du flux de neutrons est indispensable à cause des réactions:³¹P (n,p)³¹Si³⁴S (n, α)³¹Si. Compte tenu des teneurs en phosphore et en soufre dans l'aluminium raffiné, et des caractéristiques du flux de neutrons au cours de l'irradiation dans un caisson d'eau lourde, notre limite de dosage est de 3±0,5 μg/g. Les résultats obtenus permettent d'obtenir de très bons recoupements et notamment des droites d'étalonnage précises pour la spectrographie d'émission. On peut traiter 6 échantillons et 2 étalons en une journée de 8 heures.     

The application of inorganic exchangers to radiochemical separations on neutron-activated high-purity materials

Résumé Cet article traite de l'utilisation d'échangeurs minéraux dans l'analyse destructive de matériaux de grande pureté, en particulier pour la détermination systématique d'un grand nombre d'éléments. On indique brièvement des améliorations récentes dans la méthode permettant d'évaleur mathématiquement les modes de séparation radiochimique à l'aide des échangeurs minéraux. On décrit les modes de séparation dans le cas du dosage des impuretés dans de l'aluminium et du zinc de haute pureté. Les résultats pour plusieurs échantillons de zinc obtenus par purifications successives sont donnés, ces résultats mettent en évidence l'évolution de la distribution des différentes impuretés. On présente aussi les résultats obtenus dans le cas d'un échantillon de zinc choisi comme étalon.      

Analyse de traces par utilisation simultanee d'un abraseur ionique et des techniques de reactions nucleaires

Résumé On associe un faisceau d'ions de basse énergie (abraseur ionique) à un ensemble de microanalyse par observation directe des réactions nucléaires. Le système permet de tracer des profils de concentration par abrasion-comptage. Les résultats obtenus concernent: (a) la mesure des profils d'impureté (bore, phosphore) dans le silicium et le ZnTe. (b) l'étude de la diffusion de l'oxygène sous un flux de neutrons dans le niobium et le nickel.     

Non-destructive photon-activation analysis of standard rocks with 30 MeV bremsstrahlung

Résumé On a appliqué l'activation aux photons à l'analyse non-destructive de roches étalons USGS. 16 éléments sont dosés. On a irradié simultanément l'échantillon de roche et les étalons multiéléments dans un bremsstrahlung de 30 MeV, et on a mesuré l'activité des adioisotopes produits par les réactions (λ,n)et (λ,p) avec un détecteur Ge(Li). La validité de la méthode est démontrée par les résultats obtenus pour ces roches. Les résultats concernent les éléments suivants: Na, Mg, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba et Ce.      

Etudes sur les fibres naturelles et de synthèse

Résumé Nous décrivons un appareil permettant l'étude des propriétés mécaniques de fibres très minces. Cet appareil enregistre et contr?le le paramètre force, grace à l'emploi d'une jauge électrique et d'un potentiomètre enregistreur. On peut ainsi enregistrer directement les courbes force-longueur à température constante ainsi que les variations de la force avec la température ou dans le temps, l'échantillon étant maintenu sous longueur constante. On peut également maintenir toute force de rétraction constante et suivre alors les variations de longueur des échantillons en fonction de la température ou du temps. L'appareil a été réalisé de manière à permettre l'étude d'un échantillon sec ou en présence d'un diluant approprié en excès. On peut également mesurer, pour toutes les conditions de force, température le diamètre et la biréfringence des échantillons.

---

Zusammenfassung Ein Apparat, der die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften sehr dünner Fasern erlaubt, wird beschrieben. Die Kraft wird mit Hilfe eines elektrischen Me\kopfes über ein Potentiometer registriert. Man kann sowohl unmittelbar die Kurven der Kraft-Dehnung bei konstanter Temperatur als auch den Verlauf der Kraft mit Temperatur oder Zeit registrieren, wobei die Me\probe auf konstanter L?nge gehalten wird. Man kann auch die Kraft konstant halten und die Variation der L?nge der Me\probe als Funktion von Temperatur oder Zeit verfolgen. Die Untersuchung l?\t sich an trockenen Proben und unter einer passenden Flüssigkeit im überschu\ durchführen. Gleichzeitig l?\t sich unter allen variierten Bedingungen von Kraft und Temperatur der Durchmesser und die Doppelbrechung der Proben bestimmen.

---

---

L'auteur remercie la Belgian American Educational Foundation pour l'octroi d'un Fellowship lui ayant permis d'aborder aux U.S.A. ce nouveau et passionnant domaine des propriétés mécaniques et thermodynamiques des fibres de polymère. Il exprime au ProfesseurP. J. Flory son admiration et sa gratitude pour son enseignement, ses conseils et l'accueil réservé dans son laboratoire de l'Université de Cornell (U.S.A.).