Spectromètre de fluorescence X
Principe de fonctionnement
La fluorescence X est une propriété spectrale des atomes exploitée couramment en analyse chimique pour obtenir des renseignements qualitatifs ou quantitatifs sur la composition élémentaire de toutes sortes de mélanges solides ou liquides.
En spectroscopie de fluorescence X, l'échantillon à analyser est irradié par un faisceau de rayons X ou bombardé avec des particules, généralement des électrons ayant suffisamment d'énergie, pour que les atomes puissent être ionisés (ils perdent un électron) et émettre à leur tour un rayonnement dans le domaine des rayons X appelé rayonnement de fluorescence X.
Généralités sur la spectroscopie par fluorescence X
En pratique, on va comparer le spectre de fluorescence X émis par l'échantillon à des spectres de référence, ce qui permet de déterminer sa composition élémentaire, c'est-à-dire la nature des atomes constituant cet échantillon. Pour les matériaux cristallins (métaux, minéraux...) dans lesquels les atomes s'agencent de manière régulière dans l'espace pour former des cristaux, l'analyse par fluorescence X pourra être complétée par une analyse par diffraction de rayons X permettant de déterminer la structure cristalline de l'échantillon, c'est-à-dire l'arrangement des atomes les uns par rapport aux autres. Ces deux techniques complémentaires seront particulièrement adaptées pour identifier des argiles, des minéraux comme le quartz...
La possibilité de faire un examen rapide et non destructif d'échantillons restés le plus souvent dans leur état d'origine explique l’intérêt de cette technique en criminalistique.
Les composés qui peuvent être analysés par spectroscopie par fluorescence X sont très variés :
- métaux, métaux lourds, alliages
- sol, roches, argiles, céramiques, poteries
- peintures, encres, vernis
- verres, sables
Exemple de spectre de fluorescence X (G. Boudarham, 2014)
Le spectre ci-dessous est un spectre de fluorescence X d'une poudre inconnue prélevée sur les lieux d'une explosion. Les éléments chimiques détectés : aluminium (Al), fer (Fe), calcium (Ca)... sont indiqués au-dessus des pics correspondants.