Application of substoichiometry to radioactivation analysis. Determination of trace impurities in high-purity materials

Résumé Depuis qu'une nouvelle méthode d'analyse par activation basée sur la substoechiométrie a été proposée, un certain nombre de techniques ont été développées pour rechercher les éléments à l'état de trace. La nouvelle technique se décompose en (1) la méthode directe, (2) la méthode du traceur en quantité variable, (3) la méthode par comparaison. Ces méthodes ont les avantages suivants: la correction du rendement chimique n'est pas nécessaire, les réactions nucléaires secondaires et l'autoabsorption ne constituent pas des causes d'erreur dans le dosage. On décrit le principe de ces métho des et la détermination d'éléments à de très faibles concentrations dans les matériaux de haute pureté par les méthodes (2) et (3).      

Analyse de multielements de minerais par methodes d'analyse par activation aux neutrons et fluorescence X et en utilisant des detecteurs a semi-conducteurs

Résumé On a étudié les méthodes et les techniques d'analyse par activation de minerais pour la détermination d'éléments rarès d'après leurs isotopes de longue période: on donne la précision évaluée, la sensibilité, le rendement pour la détermination de Ta, Cs, Hf, Sc, Sb. On a montré la nécessité de combiner les méthodes d'analyse par activation aux neutrons et par fluorescence X dans les études géochimiques.     

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.      

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.     

Die direkte quantitative dünnschicht-chromatographische Analyse

Peu de méthodes d'évaluation quantitative, utilisées dans la chromatographie en couche mince, sont optimalement appropriées à la gamme d'application de cette méthode de séparation microanalytique. La plupart des méthodes employées jusqu'ici sont trop insensibles par le facteur 10. De plus en plus, on applique donc des méthodes d'évaluation directe, dont nous rapportons par la suite. En ce cas, des quantités, dans l'ordre du micro- et nanogramme, présentes dans les différentes zones du chromatogramme, suffisent à l'évaluation quantitative. Le dosage se fait, à l'aide des appareillages appropriés, par la mesure spectrophotométrique de la rémission. La reproductibilité des résultats se situe près de s _rel. = ±3–4%.     

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.     

Etude et mise au point de methodes de determination par activation de Au,ta et sc dans des echantillons de substances naturelles

Résumé On a présenté les méthodes d'analyse par activation de petites concentrations d'Au, Ta et Sc dans des roches, des minerais et des minéraux. On a utilisé comme moyen d'activation un réacteur nucléaire et un accélérateur linéaire puissant. On a réalisé ainsi les réactions (γ, γ) pour la détermination de Au et (γ,n) pour celle de Ta. Dans un flux de neutrons thermiques de réacteur, on a effectué la détermination de Au, Sc, Ta par réactions (n,γ) à l'aide de séparation radiochimique des isotopes correspondants.     

Etude de la Reactivite Entre L'orthophosphate Tricalcique Apatitique et L'oxalate de Calcium

Several difficulties arise when studying the mineral component of calcified tissues: This material is complex due to the large number of atomic components, its heterogeneous composition, and varying factors. It is linked strongly to the organic component, and today no available technique allows a complete separation of these two components without alteration of one of them. In the present work the interaction of apatitic calcium phosphate with calcium oxalate has been studied. By heating stoechiometric amounts of these two solids, it was found that the presence of CO 3 2 m and CaO produced by calcium oxalate induces a decrease in P 2 O 7 4 m arising from HPO 4 2 m content of apatitic calcium phosphate. L'étude physico-chimique de la partie minérale des tissus calcifiés est extrêmement étendue et complexe. Fortement liée à des composés organiques, des difficultés de séparation, d'identification et d'étude du comportement de ces matériaux ont été signalées par de nombreux auteurs. En vue d'identifier l'effet des ions carbonate CO 3 2 m et du CaO sur la détermination de la teneur des ions (HPO 4 2 m ) des apatites synthétiques, les interactions entre le phosphate tricalcique apatitique et l'oxalate de calcium ont été étudiées. Il a été constaté que les ions CO 3 2 m produits par le carbonate de calcium issu de l'oxalate de calcium, conduisent à une diminution relative de la teneur des ions P 2 O 7 4 m (provenant des ions HPO 4 2 m ) dans le mélange équimolaire de phosphate apatitique et d'oxalate de calcium, dans le domaine de températures 400-520°;C. Au-delà de 520°;C la seconde diminution de la teneur des ions P 2 O 7 4 m est attribuée aux interactions des ions P 2 O 7 4 m et du CaO.     

Some microanalytical uses of small-diameter charged-particle beams

Résumé Il est souvent nécessaire d'obtenir des renseignements analytiques sur des échantillons de faible volume soit pour caractériser qualitativement ou quantitativement des microquantités de matière, soit pour permettre l'étude des variations locales de composition. Les flux de particules chargées produits par les accélérateurs à haut voltage peuvent être focalisées jusqu'à des diamètres de quelques microns permettant ainsi d'appliquer à l'analyse de faible volume de nombreuses méthodes d'activation aux particules chargées par réactions nucléaires. Les renseignements analytiques peuvent être tirés de l'examen sélectifs des radiations émises durant l'irradiation aux particules chargées ce qui peut inclure la diffusion élastique, les particules chargées émises, l'émission γ et X. Les variations locales de concentrations d'un élément peuvent être suivies en balayant la surface de l'échantillon par le faisceau d'ions, soit par un mouvement mécanique de l'échantillon, soit par déflection du faisceau. Les techniques avec un micro faisceau sont maintenant utilisées pour obtenir des résultats sur des matériaux métallurgiques minéralogiques et semi-conducteurs.      

The determination of trace metals and fluoride in mineralogical and biological samples from the marine environment

Résumé Par l'analyse par activation, on recherche des traces de métaux et de fluor dans la poussière atmosphérique récoltée au-dessus des différents océans. On a utilisé l'activation neutronique pour l'analyse des métaux, l'activation aux photons pour évaluer la teneur en fluor. On discute de fa?on détaillée l'importance des résultats obtenus pour Hg et F en fonction du milieu. L'étude du rendement d'extraction du mercure a été faite au laboratoire au moyen d'algues marines, phaeodactylum tricornutum. Au cours d'expériences préliminaires faites en utilisant le radiotraceur (¹⁹⁷Hg), on a évalué différents paramètres expérimentaux. On compare les résultats finaux pour les concentrations de mercure dans les algues avec ceux obtenus par une méthode d'analyse par absorption atomique.      

Analyse des lanthanides,du hafnium,du scandium,du chrome,du manganese,du cobalt,du cuivre et du zinc dans les mineraux et les roches par activation neutronique

Résumé Pour utiliser au mieux les possibilités de l'analyse par activation et de la spectrométrie γ à l'aide des détecteurs à semi-conducteurs, nous proposons des schémas de séparations rapides qui permettent d'effectuer les analyses de routine des lanthanides, du scandium, du chrome, du manganèse, du cobalt, du cuivre et du zinc, dans la plupart des minéraux et des roches avec une précision comprise entre 3 et 10%. La méthode a été appliquée à une grande variété d'échantillons et testée sur des standards. Nous montrons par quelques exemples tout son intérêt dans les études géochimiques systématiques des éléments de transition.     

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.     

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.     

Analyse par activation a l'Ecole des Mines de Saint-Etienne: Application a l'etude de fer de tres haute purete

Résumé Dans le cadre des recherches effectuées à l'Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne sur les métaux de très haute pureté, il était très important de pouvoir conna?tre avec précision la concentration de chaque élément étranger présent dans ces métaux. Nous montrons comment un laboratoire, situé loin des Centres Atomiques, peut employer l'analyse par radioactivation. L'application principale a été l'analyse du fer très pur pour laquelle nous avons mis au point une nouvelle méthode simple et rapide utilisant l'extraction à l'acétate de butyle qui permet une séparation sélective et quantitative de la matrice fer.     

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 instrumentale par activation aux neutrons de fractions monominerales et d'echantillons geologiques referentatifs

Résumé Une méthode instrumentale a été utilisée pour l'analyse de fractions monominérales de sulfures provenant de zones de gisements stanneux, de minéraux satellites de la région diamantifère de Yakoutsk et de minerais aurifères. On a montré que la composition élémentaire des sulfures dans toute une série de cas indique les conditions de formation des gisements. On a établi que la précision de la méthode d'activation d'analyse de l'or n'est pas moins bonne que celle de l'essai classique permettant ainsi l'analyse d'échantillons représentatifs lors de l'évaluation des réserves d'or dans les principaux gisements.     

Analyse du selenium pur par radioactivation dans les neutrons. Application de la chromatographie par echange d'ions sur resine a l'analyse systematique du selenium

Résumé La méthode proposée applique, de fa?on systématique, les séparations par chromatographie sur résines échangeuses d'ions à l'analyse des impuretés dans le sélénium. Après dissolution dans un mélange d'acides fluorhydrique et nitrique, la méthode permet de séparer—sur des colonnes de résine Dowex I, X=8, 200–400 mesh—les radioisotopes en trois grands groupes comprenant chacun 12 à 14 éléments. Différents éluants parachèvent les séparations au sein de chaque groupe. Nous avons appliqué la méthode à l'analyse d'échantillons de sélénium de différentes puretés.     

Quelques Considerations Concernant La Structure de l'Eau

Abstract

Les philisophes grecs avaient déjà pressenti l'importance de l'eau, comme indispensable à la vie, měme s'ils ne savaient pas encore que l'eau recouvre de loin la plus grande partie de la terre et constitue près des 7/10 en poids des ětres vivants. Depuis le début du siècle dernier, on savait déjà que beaucoup de propriétés de l'eau différaient des propriétés de tous les autres liquides connus à l'époque. Mais il a fallu attendre la fin du 19ème siècle et l'acceptation générale de la notion de molécules, c'est, c'est-à-dire de la conception discontinue de la matière, pour voir appara[icaron]tre les premiers essais de l'inter prétation de ces propriétés par une “structure” particulière de l'eau liquide.     

Determination of trace transition elements in ultra high purity sodium and calcium carbonates by neutron activation analysis

Résumé On mesure le cuivre 64 et le manganèse 56 dans du carbonate de sodium ultra pur par spectroscopie du rayonnement gamma après élimination du²⁴Na par passage sur colonnes de pentoxide d'antimoine hydraté (PAH); On a aussi déterminé le cobalt, le chrome et le fer par détection spectrométrique non-destructive du rayonnement gamma du⁶⁰Co,⁵⁹Fe et⁵¹Cr. Dans le cas de CaCo₃, après irradiation et dissolution, on a déterminé simultanément le⁶⁴Cu et le⁵⁶Mn, par une séparation radiochimique sélective à pH 3 à 4 avec un mélange de dithizone (H₂D) et d'acide pynolidinedithiocarbamique (HPDC) dans CHCL₃. L'interférence radioactive de⁴⁷Sc et⁴⁷Ca produits pendant 100 heures d'irradiation de CaCO₃, étaient supprimées par extraction sélective de ce dernier en milieu HCl 5,0 M par l'oxyde de Tri-n-octylphosphine (TOPO) 0,1 M dans du cyclohexane. On a utilisé en mélange de 0,1 M Thenoyltrifluoroacetone (HTTA) 0,1 M et de TOPO 0,1 M dans du cyclohexane pour enlever le⁴⁷Ca à pH≥8.0. Après avoir éliminé l'activité des isotopes de la matrice, on mesure les pics photoélectriques de⁵⁹Fe.⁶⁰Co et⁵¹Cr pour doser ces impuretés.      

Analyse de la composition chimique des inclusions fluides par activation neutronique

Résumé Les auteurs décrivent les possibilités de détermination de la composition chimique des inclusions fluides par activation neutronique. A titre d'exemple, on décrit l'application de la méthode à la mesure du rapport Cl/Br dans les inclusions fluides des gypses actuels d'origine marine.