Stagiaire en spectrométrie de masse H/F CEA

La mesure précise des compositions isotopiques des éléments est fondamentale dans de nombreux domaines comme les géosciences, les sciences de l’environnement, le nucléaire ou la lutte contre la prolifération nucléaire. Pour ces applications, les techniques qui permettent de mesurer les rapports isotopiques les plus justes et les plus reproductibles sont les spectrométries de masse à source plasma multi-collection (ICPMS-MC) et à thermo-ionisation (TIMS). Dans le cas des analyses par TIMS, un échantillon sous forme liquide est déposé sur un filament métallique, généralement du rhénium de très haute pureté. Ce filament est chauffé sous vide afin d’évaporer et d’ioniser l’élément à analyser. Dans le cas d’un dépôt direct de l’échantillon, le phénomène d’ionisation est régi par la loi de Saha-Langmuir qui permet de déterminer un rendement d’ionisation théorique. Ce rendement dépend de la température du filament, de l’énergie de première ionisation de l’élément analysé et de la fonction de travail du matériau support. Or, les rendements d’ionisation des actinides dont l’uranium sont très faibles (de l’ordre de 0.0001 dans le cas de l’uranium, soit à peine quelques ions produits pour 10 000 atomes déposés sur le filament). Cependant, quelques techniques de dépôts qui permettent d’augmenter considérablement les rendements d’ionisation, et ainsi de réduire les quantités nécessaires pour l’analyse d’un échantillon, sont décrites dans la littérature. Ces techniques sont basées sur l’utilisation « d’activateurs d’ionisation » qui améliorent la fonction de travail du matériau support. On peut citer par exemple, le dépôt sur carbone graphite, la carburation [1] et plus récemment les émetteurs poreux [2]. Après une étude bibliographie sur l’état de l’art des techniques de dépôts en TIMS, le stagiaire sera chargé de définir et de réaliser des expérimentations afin d’évaluer et de comparer entre eux les gains réels des différentes techniques de dépôt utilisées pour des faibles quantités d’éléments d’intérêts (uranium notamment). Le stagiaire pourra également proposer des modifications des procédures de préparation et de dépôt des activateurs d’ionisation, les mettre au point et tester leur efficacité. Il s’agira essentiellement d’un travail bibliographique et expérimental intégrant des notions théoriques. Le candidat disposera d’une instrumentation de pointe pour mener à bien ces développements et travaillera en collaboration avec les autres stagiaires et post-doctorants également impliqués sur la thématique de la réduction des quantités analysables. Références : [1] Jakopic R., Richter S., Kühn H., Aregbe Y., J. Anal. At. Spectrom., 2010, 25, 815-821 [2] Watrous M.G., Delmore J.E., Stone M.L., Int J. Mass Spec., 2010, 296, 21-24 PROFIL DU CANDIDAT Etudiant en M1 ou M2 ou en dernière année d'école d'ingénieur spécialisé en chimie analytique ou géosciences. LOCALISATION DU POSTE SITE Saclay LOCALISATION DU POSTE France, Ile-de-France, Essonne (91) VILLE Gif/Yvette CRITÈRES CANDIDAT DIPLÔME PRÉPARÉ Bac+5 - Master 2 FORMATION RECOMMANDÉE chimie analytique / géosciences POSSIBILITÉ DE POURSUITE EN THÈSE Non DEMANDEUR DISPONIBILITÉ DU POSTE 01/02/2022