Analyse dispersive en énergie Article, Signification, Explication
Il y a deux manières d'analyser le spectre d'un rayonnement de rayons X. L'une d'elle est l'analyse dispersive en énergie (ou EDS, ou EDX, pour energy dispersive X-ray spectroscopy).
Les photons X sont captés par un détecteur solide, un semiconducteur de silicium dopé au lithium (on parle de détecteur Si(Li)), refroidi à l'azote liquide ou par effet Peltier. Les photons X provoquent des ionisations dans le semiconducteur, les paires électrons libre/trous migrent sous l'effet du champ électrique de polarisation et provoquent des impulsions dont la hauteur est propostionnelle à l'énergie du photon. On peut séparer par un discrimineur les impulsions selon leur hauteur, et donc compter les photons incidents selon leur énergie.
Ce type de détecteur a une bonne sensibilité pour les photons ayant une énergie entre 2 et 20 ;keV ; on détecte les éléments à partir de l'azote, Z=7, on ne peut notamment pas détecter le bore (Z=5).
La principale limitation de ce système d'analyse chimique provient de la largeur des raies, qui est importante (la résolution du système est de 130 eV sur le pic du manganèse), on peut donc difficilement séparer les pics de l'azote et de l'oxygène (énergie respective des raies Kα1 : 0,40 keV et 0,53 keV). En revanche, l'analyse est très rapide, en effet, le signal est collecté sur plusieurs canaux à la fois (typiquement 512 canaux, un canal correspondant à une gamme de hauteur d'impulsion), on analyse toutes les énergies en même temps.
Le nombre d'impulsion pour chaque canal est appelé « nombre de coups », on utilise aussi fréquemment le taux de comptage exprimé en « coups par seconde » (cps). Le nombre de coups est proportionnel au nombre de photons passant par le détecteur.
Le détecteur se comporte comme un condensateur qui se charge à chaque arrivée de photon.
Soit il est remis à zéro régulièrement (comme dans l'illustration ci-dessous),
soit le circuit permet un « courant de fuite », le condensateur se décharge au fur-et-à -mesure.
Ce signal doit ensuite être traité. Auparavant, on utilisait des circuits analogiques,
maintenant, le signal est collecté tel quel et analysé numériquement.
Il est tout d'abord filtré ; en général, on calcule la moyenne du signal sur un intervalle de largeur δt1, et on remplace le point médian de l'intervalle par cette moyenne.
Puis il est dérivé : on calcule simplement (V(t) - V(t-δt2))/δt2.
Ceci génère des pics trapézoïdaux, ayant deux caractéristiques :
C'est un article concernant le Analyse dispersive en énergie. La page contient la signification du Analyse dispersive en énergie , Description et explication au sujet de Analyse dispersive en énergie Traitement du signal
Ces deux caractéristiques dépendent de δt1 et de δt2,
et conditionnent la détection des photons :
Voir aussi