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Mesures de rapports isotopiques

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L’analyse des isotopes stables est le domaine qui concerne la mesure des variations naturelles (et parfois induites artificiellement) de l’abondance des isotopes non radioactifs du même élément (définis comme tous les atomes ayant le même nombre de protons). Les isotopes d’un élément ne diffèrent donc que par le nombre de neutrons dans le noyau. L’analyse des isotopes stables est un outil important dans de nombreux domaines scientifiques, notamment les sciences de l’environnement, la (bio) médecine, la (paléo) climatologie, la criminalistique et l’authentification des aliments.

Alors que les abondances approximatives de ces isotopes ont été déterminées au cours des processus de nucléosynthèse dans notre système solaire et sur Terre, de petites variations dans les abondances se produisent au cours de processus physiques et chimiques (dus à de petites différences de mobilité et d’énergie de liaison).

L’outil classique pour mesurer les rapports d’abondance des isotopes est le spectromètre de masse à rapport isotopique (IRMS), un spectromètre de masse à secteur magnétique conçu pour mesurer les courants relatifs des ions sur seulement quelques canaux de masse, mais avec une précision extrême. Bien que l’IRMS ait parcouru un long chemin depuis sa création par Nier et d’autres à la fin des années 1940 et qu’il bénéficie maintenant de plus de 50 ans de développement commercial, des inconvénients majeurs subsistent, notamment la taille, le coût et la complexité de l’instrumentation ainsi que son incompatibilité avec la mesure directe sur une molécule collante comme l’eau. Notre groupe est à la pointe du développement de techniques spectroscopiques basées sur les lasers pour la mesure des rapports isotopiques.

Les acteurs

Samir KASSI
Erik KERSTEL
Daniele ROMANINI

Publié le 7 février 2022

Mis à jour le 1 mars 2024