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La spectrométrie Mössbauer

Le LEA distribue des sources Mössbauer RITVERC depuis plus 15 ans. Mais alors c’est quoi la spectrométrie Mössbauer ?


#{name}

La spectrométrie Mössbauer est une méthode de résonance nucléaire non destructive permettant d’étudier les états de valence des atomes, leurs liaisons chimiques ainsi que leur coordinence au sein des phases solides.

Cette technique peut être utilisée pour une quarantaine d’isotopes (les plus couramment étudiés étant le 57Fe, le 119Sn, le 119Sb, le 170Dy et l’197Au), dans des domaines allant de la physique atomique à la métallurgie en passant par la physique de la matière condensée, l’archéologie, la minéralogie (les rovers Spirit et Opportunity ont embarqué un spectromètre Mössbauer pour l’étude du sol martien).

La spectrométrie Mössbauer peut s’appliquer à toutes sortes de matériaux solides (systèmes cristallins, amorphes, quasi cristallins, nanocristallins, alliages métalliques, isolants, conducteurs, polymères) et aux nano structures (poudres nanostructures, nanoparticules).

Elle a recours à une source radioactive pour exciter les isotopes étudiés et observer les perturbations de leurs niveaux d’énergie nucléaire par la mesure de 3 paramètres : le déplacement isomérique, la séparation quadripolaire et le champ hyperfin*

*source : article 103 du GFSM

#{name}

La partie active de la source Mössbauer est préparée par électrodéposition de 57Co sur un fin support métallique (matrice), suivie d’un processus de recuit contrôlé. La matrice standard est en rhodium ou en chrome mais d’autres matrices sont disponibles sur demande. Chaque source est livrée avec un rapport d’essai précisant les valeurs mesurées des paramètres du spectre Mössbauer.

La durée de vie recommandée des sources est de 10 ans.

Type de Capsule

D x H

[mm]

d

[mm]

Largeur de raie

[mm/s]

Classification ISO 

Gamme de températures

[K]

Activité nominale*

Code

mCi

MBq

Rhodium matrix

1

11.2 x 13

8

0.11 – 0.13

C54243

4.2 – 700

5

10

25

50

100

185

370

925

1850

3700

MCo7.111

MCo7.112

MCo7.113

MCo7.114

MCo7.115

2

14 x 14

8

0.11 – 0.13

C54243

4.2 – 700

5

10

25

50

100

185

370

925

1850

3700

MCo7.121

MCo7.122

MCo7.123

MCo7.124

MCo7.125

6

6 x 13

4

0.11 – 0.15

C54243

4.2 – 700

5

10

25

50

100

185

370

925

1850

3700

MCo7.161

MCo7.162

MCo7.163

MCo7.164

MCo7.165

9

4 x 14

1

0.13 – 0.15

C34243

220 – 450

5

10

185

370

MCo7.191

MCo7.192

10

6 x 17

1

0.13 – 0.15

C34243

220 – 450

5

10

185

370

MCo7.1101

MCo7.1102

Chromium matrix

1

11.2 x 13

8

0.13 – 0.16

C5443

4.2 – 700

5

10

25

50

185

370

925

1850

MCo7.511

MCo7.512

MCo.513

MCo.514

2

14 x 14

8

0.13 – 0.16

C54243

4.2 – 700

5

10

25

50

185

370

925

1850

MCo7.521

MCo7.522

MCo7.523

MCo7.524

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Tolérance : -5% à 10% | 14.41keV efficacité des émissions photon ≥ 75% | Recoilless fraction : 0.75

1et6 1 & 6 9 9
2 2 10 10
#{name}

La partie active de la source Mössbauer est basée sur une matrice de CaSnO3, synthétisée à partir de 119mSn d’activité spécifique élevée (> 300mCi/g ou 11.1 GBq/g). Chaque source est livrée avec un rapport d’essai précisant les valeurs mesurées des paramètres du spectre Mössbauer.

La durée de vie recommandée des sources est de 10 ans.

Type de Capsule

D x H

[mm]

d

[mm]

Largeur de raie

[mm/s]

Classification ISO 

Gamme de températures

[K]

Activité nominale*

Code

mCi

MBq

1

11.2 x 13

10

0.38 – 0.54

C54243

4.2 – 700

2

5

10

74

185

370

MSn9.211

MSn9.212

MSn9.213

2

14 x 14

10

0.38 – 0.54

C54243

4.2 – 700

2

5

10

15

74

185

370

555

MSn9.221

MSn9.222

MSn9.223

MSn9.224

3

18 x 14

15

0.38 – 0.54

C54243

4.2 – 700

10

15

20

370

555

740

MSn9.233

MSn9.234

MSn9.235

6

6 x 13

5

0.45 – 0.54

C54243

4.2 – 700

2

5

74

185

MSn9.261

MSn9.262

*Tolérance : -5% à 10% | 23.87 keV efficacité des émissions photon ≥ 75% | Recoilless fraction : 0.5

1et6 (bis) 1&6
2et3 2&3
#{name}

Les absorbeurs de références contiennent des substances chimiques synthétisées avec du 57Fe enrichi (>95%) ou du fer naturel. Les substances sont réparties de façon uniforme dans des disques de polyéthylène de 1 mm d’épaisseur et de 20 mm de diamètre, eux-mêmes placés entre deux films de polyimide et sertis d’un anneau d’aluminium.

K4Fe(CN)6 x 3H2O et K2MgFe(CN)6 permet de mesurer le déplacement isomérique ou chimique et génère un pic dans le spectre d’absorption. FeC2O4 x 2H2O permet de mesurer le couplage quadripolaire et génère 2 pics dans le spectre d’absorption. αFe et Fe2O3 permettent de mesurer l’effet Zeeman (structure hyperfine) et génèrent 6 pics dans le spectre d’absorption.

Chaque absorbeur est livré avec un rapport d’essai précisant les valeurs mesurées des paramètres du spectre Mössbauer.

schéma1
graph2
graph3
absorber

 

Description

Épaisseur

[mg 57Fe/cm²]

Code



Absorbeurs de référence en fer enrichi

 

K2MgFe(CN)6

0.25 – 1

MRA.1.1.X*

 

FeC2O4 x 2H2O

0.5 – 1

MRA.1.2.X*

 

Fe2O3

1 – 2

MRA.1.3.X*

 

α-Fe foil

3 µm

MRA.1.6

 

Absorbeurs de référence en fer naturel

 

FeC2O4 x 2H2O

0.13 – 0.25

MRA.2.2.X*

 

Fe2O3

0.13 – 0.25

MRA.2.3.X*

 

K4Fe(CN)6 x 3H2O

0.13 – 1

MRA.2.4.X*

 

α-Fe foil

30 µm

MRA.2.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*X représente l’épaisseur de l’absorbeur en mg 57Fe/cm². Les valeurs disponibles pour X sont {1, 2, 3, 4, 5} pour {0.13 ; 0.25 ; 0.5 ; 1 ; 2} mg57Fe/cm².

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