Comment déterminer les éléments constitutifs d’un matériau inconnu, tel qu’une météorite ? L’analyse de fluorescence X peut être utilisée pour identifier une abondance d’éléments, en irradiant des échantillons avec des rayons X et en analysant le spectre qu’ils émettent, détectant de nombreux éléments simultanément.
Pour cette raison, l’analyse par fluorescence X a été utilisée pour détecter les niveaux de métaux lourds toxiques dans le sol. Les méthodes actuelles d’analyse par fluorescence X prennent environ 10 minutes pour identifier avec précision les éléments, de sorte que de nouvelles méthodes capables de mesurer de grandes quantités ou de prendre rapidement plusieurs mesures de matériaux inconnus sont souhaitées.
Un groupe de recherche conjoint, comprenant le Dr Tsugufumi Matsuyama, le professeur Kouichi Tsuji et Masanori Nakae, étudiant en deuxième année de maîtrise à l’École supérieure d’ingénierie de l’Université métropolitaine d’Osaka, et des chercheurs de l’Agence japonaise de l’énergie atomique, a mis au point une nouvelle méthode en application de l’estimation bayésienne à l’analyse par fluorescence X.
Le groupe a réussi à réduire le temps de mesure d’un spectre de fluorescence X par point de mesure, de sept secondes à trois secondes, réduisant de quatre secondes le temps nécessaire pour obtenir des résultats d’analyse qui n’étaient pas significativement différents des spectres obtenus à partir de la mesure d’un verre. échantillon standard pendant une heure.
Par exemple, lors de la création d’une distribution élémentaire, jusqu’à 10 000 mesures peuvent être prises, sur une petite zone, en fonction de l’échantillon. Ainsi, réduire le temps de mesure par point de quatre secondes peut réduire le temps de mesure total de 40 000 secondes, soit environ 11 heures, tout en créant une distribution élémentaire.
Le Dr Matsuyama a déclaré : « Nous avons intégré avec succès la chimie analytique et l’informatique, en utilisant l’inférence bayésienne appliquée à l’analyse par fluorescence des rayons X. D’autres études sont nécessaires pour déterminer s’il est possible d’utiliser cette méthode pour détecter des traces d’éléments. Si nous pouvons effectuer une analyse élémentaire rapide de manière non destructive sans avoir besoin de contacter l’échantillon, cette technique pourrait être populaire dans de nombreux domaines, tels que l’analyse de produits industriels ou de déchets transportés sur des bandes transporteuses, et la surveillance des réactions chimiques en cours.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans Spectrochimica Acta Partie B : Spectroscopie atomique le 1er décembre 2022.
Plus d’information:
Tsugufumi Matsuyama et al, Prédiction du spectre dans l’analyse de la fluorescence X à l’aide de l’estimation bayésienne, Spectrochimica Acta Partie B : Spectroscopie atomique (2022). DOI : 10.1016/j.sab.2022.106593
Fourni par l’Université métropolitaine d’Osaka