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Accueil du site > FRANCAIS > Plateforme PIAGARA > Analyse des isotopes radioactifs du Krypton. > Analyse des Isotopes Radioactifs du Krypton.


Analyse des Isotopes Radioactifs du Krypton.

La détermination du temps de résidence des eaux souterraines, présente aujourd’hui de grands intérêts, aussi bien dans la compréhension des processus hydrogéologiques, dans la perspective des stockages géologiques profonds (déchets nucléaires, CO2) qu’en paléoclimatologie. Dans une gamme d’âge allant de 50 000 ans à 1 million d’années, il n’existe pas à l’heure actuelle, de méthode fiable de datation. Pour y remédier, l’équipe « Radioactivité & Environnement » du CENBG travaille depuis plusieurs années sur le développement d’une méthode innovante basée sur la mesure de l’isotope 81Kr (période 229 000 ans) et du 85Kr (période 10.9 ans) dans les eaux souterraines.

En raison des très basses concentrations de 81,85Kr dissous (quelques milliers d’atomes par litre d’eau) et d’une très faible abondance relative aux isotopes stables du Krypton (81,85Kr / Kr < 10-12), la mise en œuvre de cette méthode représente un véritable challenge technologique. Deux spectromètres de masse ont été développés au laboratoire afin de (1) séparer les isotopes du krypton et (2) analyser les isotopes d’intérêt.

Le protocole analytique est composé de 3 étapes :

  • Extraction du krypton dissous au laboratoire ; Après nébulisation de l’échantillon les gaz dissous sont séparés par un ensemble de pièges à zéolithes et des charbons actifs afin de récupérer le krypton. Un spectromètre de masse quadripolaire permet de contrôler l’évolution de la procédure.
  • Un enrichissement isotopique en 81,85Kr ; Un spectromètre de masse développé au laboratoire à partir d’un ICP-MS Micromass Plasmatrace 2 et muni d’une source d’ions de type FEBIAD permet l’implantation des isotopes du krypton sur un support en aluminium. Les isotopes étant séparés physiquement, il suffit d’ablater sélectivement certaines zones de ce support pour ne récupérer que les isotopes d’intérêt.
  • Analyse sur un spectromètre de masse de très haute sensibilité : Conçu et construit au laboratoire, un spectromètre de masse RIS-TOF permet l’analyse isotopique d’échantillons contenant seulement quelques milliers d’atomes de Krypton. Cet instrument, baptisé FAKIR (Facilité pour l’Analyse du Krypton et de ses Isotopes Radioactifs), utilise une ionisation résonante du Krypton par un faisceau laser UV énergétique et un concentrateur cryogénique pour augmenter la sensibilité. L’analyse en masse est faite par temps de vol. Un système de déflection électrostatique permet d’améliorer la résolution de cet instrument.

 

 

Pour en savoir plus

PDF - 5.4 Mo
Development of a new Facility for dating old groundwater by using 81Kr.