Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
A

activation neutronique

Action de rendre radio-actif un ou plusieurs éléments contenus dans une substance en soumettant celle-ci à une irradiation due à un flux de neutrons.


La radio-activité du ou des corps ainsi formés s’appelle la radio-activité induite. On dit aussi que l’élément soumis à une activation a été activé. La courbe d’activation est la courbe de l’activité d’un élément contenu dans l’échantillon en fonction du temps pendant lequel il est irradié ; cette courbe présente un maximum correspondant à la saturation. Le détecteur par activation est un détecteur de rayonnement permettant la mesure de la densité du flux de neutrons d’après l’activité induite par ces neutrons dans une substance.


Analyse par activation

Le principe de cette analyse consiste à rendre radio-actif un échantillon que l’on veut analyser et à identifier les radio-éléments formés à partir des produits ou impuretés qui y sont contenus.


Sources de neutrons

Pour rendre radio-actif l’échantillon, on le soumet généralement, dans un réacteur nucléaire, à un flux de neutrons. Actuellement, les réacteurs en service permettent d’obtenir couramment un flux de 1014 neutrons par centimètre carré et par seconde. On peut également utiliser une source radon + béryllium :


Réactions nucléaires

Si les radio-éléments formés émettent un rayonnement β, on détecte ce rayonnement avec un compteur de Geiger-Müller à paroi mince de mica ; le radio-élément est alors identifié :
— par sa période ;
— par l’énergie de son rayonnement ;
— par son absorption dans des filtres en aluminium. Si les radio-éléments formés sont émetteurs de rayons γ, on les détecte avec un compteur à scintillation. On emploie également des spectrographes gamma, multicanaux ou non, qui donnent le nombre des photons γ émis en fonction de leur énergie. La position des pics indique la nature des radio-éléments formés : leurs hauteurs indiquent leurs concentrations. Si les impuretés contenues dans l’échantillon sont très nombreuses, le nombre des pics est très élevé, les spectres γ s’enchevêtrent et se superposent, et il est alors nécessaire de procéder à une séparation chimique de chaque élément en utilisant la méthode des entraîneurs. Les mesures quantitatives s’effectuent par comparaison des activités entre l’échantillon à analyser et un étalon témoin, que l’on irradie en même temps dans les mêmes conditions.


Avantages et précision

Les avantages de l’analyse par activation sont les suivants :
— grande sensibilité pour les éléments ayant une forte section efficace ;
— sélectivité malgré le grand nombre des éléments et précision ;
— possibilités d’analyses non destructives pour les petites pièces.

On peut déceler 10–6 g pour le fer, 10–9 g pour le nickel et le zinc, 10–12 g pour l’europium et le dysprosium. L’analyse par activation est utilisée couramment pour les études sur les matériaux nucléaires : c’est ainsi que l’on dose le hafnium dans le zirconium, les terres rares dans le graphite, l’uranium 235 dans l’oxyde d’uranium enrichi. L’analyse par activation sous accélérateur peut permettre également le dosage de l’oxygène dans les métaux, celui des impuretés dans les métaux, les semi-conducteurs et les produits organiques (notamment la répartition du bore dans l’organisme), l’analyse biologique, les mesures d’abondance isotopique, la recherche en métallurgie, en minéralogie et en géologie, l’analyse des météorites. Elle a même été mise à profit en matière d’investigation criminelle.

En mai 1958, on découvrait près d’Edmunston, au Nouveau-Brunswick, le cadavre d’une jeune fille étranglée qui tenait dans une de ses mains quelques cheveux provenant, selon toute vraisemblance, de la chevelure de son assassin. À partir de ces cheveux, il a été possible de confondre le meurtrier. C’est à cette occasion que, pour la première fois, l’analyse par activation, procédé qui paraît être aussi efficace que les méthodes d’identification par les empreintes digitales, fut utilisée. En effet, les cheveux contiennent à l’état de traces certains éléments métalliques tels que le sodium, l’or et le cuivre. Or, les quantités de ces différents éléments présents dans chaque cheveu sont relativement constantes pour un individu, mais très variables d’une personne à l’autre ; on estime, comme pour les empreintes digitales, qu’il y a seulement une chance sur un million d’observer deux analyses identiques sur deux sujets différents. Le spectre d’un cheveu activé par un flux de neutrons présente un ensemble de pointes, ou pics, correspondant aux métaux activés se trouvant normalement, en quantité infime, dans le cheveu analysé ; cet ensemble constitue une caractéristique personnelle du possesseur de ce cheveu. En France, afin de développer les techniques d’analyse par activation, on a jumelé, à Saclay, au réacteur à haut flux Osiris (5.1014 n/cm2/s) le laboratoire Pierre-Süe spécialement équipé à cet effet.

Ph. R.

 G. Cohen et P. Treille, Précis d’énergie nucléaire (Dunod, 1957 ; nouv. éd., 1962). / R. Guillien, Physique nucléaire appliquée (Eyrolles, 1960). / P. Reine, le Problème atomique, t. VII (Berger-Levrault, 1969).

activité

Grandeur qui doit se substituer à la concentration molaire dans l’expression de la loi d’action de masse.


Un certain nombre de lois physiques sont des lois idéales : elles sont obtenues comme conséquences de théories développées en substituant aux corps réels des « modèles » définis de façon à la fois rigoureuse et simple, tels que les gaz parfaits ou les solutions idéales. Ce sont en même temps des lois limites, applicables aux corps réels avec une approximation d’autant meilleure qu’une certaine grandeur — pression pour les gaz, molarité pour les solutions — est plus petite. À l’inverse, l’écart se creuse entre les prévisions théoriques et les résultats expérimentaux à mesure que pression ou molarité augmentent, c’est-à-dire à mesure que le nombre des particules du gaz ou du corps dissous présentes dans un volume donné augmente ; cela suggère d’ailleurs que ces écarts sont dus, pour une part, aux interactions de ces particules, interactions que la théorie des gaz parfaits ou celle des solutions idéales ignorent. Certaines lois importantes par leurs applications, telles que la loi d’action de masse, les lois de Raoult ou les lois des solutions ioniques, sont établies a priori à partir des précédentes et présentent donc aussi des écarts avec le réel.