Nouvelles approches pour l'analyse isotopique des matériaux nucléaires par laser
Abstract
L'analyse isotopique est utile dans de nombreux secteurs tels que la géochimie, la datation, la médecine, l'agro-alimentaire, la criminalistique, ou encore le nucléaire. Elle est généralement basée sur la spectrométrie de masse qui permet d'atteindre des performances analytiques très élevées, avec dans certains cas des incertitudes au niveau du pour mille voire inférieures. Ces techniques nécessitent cependant une préparation préalable de l'échantillon (mise en solution, séparation…) et une instrumentation lourde. De ce fait, elles sont réservées aux laboratoires d'analyse et peu adaptées aux mesures de terrain. Pourtant, certains domaines du nucléaire nécessitent ce type d'analyse, que ce soit en ligne sur un procédé de fabrication ou pour la surveillance d'un réacteur, ou bien au moyen de système transportables voire portables pour le démantèlement ou la non-prolifération par exemple.
Ainsi, on assiste depuis une dizaine d'années au développement de techniques basées sur l'ablation laser et permettant une analyse isotopique directe et rapide des solides. L'une d'entre elles a été mise au point au laboratoire en 2016, la technique LIBRIS (laser-induced breakdown self-reversal isotopic spectrometry). Elle a fait l'objet d'une thèse soutenue en 2020, qui a permis de déterminer ses performances analytiques dans le cas du lithium.
La présentation passera en revue les techniques d'ablation laser pour l'analyse isotopique, leurs avantages et leurs limites, et discutera des perspectives en matière d'instrumentation, de méthodologie analytique et d'applications potentielles.
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