B. Ses composants

Le lecteur est constitué de plusieurs composants qui mesurent la quantité de lumière émise par l'échantillon lorsqu'il est chauffé. Les données sont acquises par un ordinateur spécial relié à la machine.

- Le tube photomultiplicateur (PM)

Le photomultiplicateur est un l'outil permettant de transformer la lumière émise en signal électrique. Lors de la chauffe les électrons sortent des piéges des puits de  potentiels en émettant de la lumière qui est mesurée par le PM. A l'intérieur du dispositif, des éléments permettent de compter les photons un à un et de les transformer en électricité.
Cet élément, le plus important de la machine, et raccordé à un préamplificateur et un amplificateur. Plusieurs paramètres rentrent en compte dans le réglage de ce système, si l'un d'entre eux est mal réglé cela risque de fausser les mesures.

 Un photomultiplicateur

- Carrousel

Les échantillons, préalablement nettoyés grâce à une préparation chimique minutieuse, sont installés dans des nacelles qui se trouvent sur le carrousel. Un carrousel porte 48 nacelles, ce qui permet de dater plusieurs échantillons différents en même temps. Pour une analyse complète un échantillon est partagé en 5 ou 6 nacelles.

Le carrousel effectue un mouvement de rotation pour que les échantillons dans les nacelles, puissent être irradiés et chauffés.
Ils sont précisément installés entre l'élément chauffant et le photomultiplicateur afin d'être chauffés et ainsi mesurer la lumière émise.

Le carrousel

- L'élément chauffant

L'élément chauffant utilisé est un four lié à un thermocouple. Ce système permet de contrôler et mesurer la température précisément à chaque instant. Le carrousel est placé le plus près possible de l'élément chauffant, afin que la chauffe des échantillons soit rapide et que les nacelles voisines ne soient pas chauffées. En quelques minutes la nacelle atteint sa température de 450°C, grâce à une montée en température d'environ 2°C/seconde.

- Électrode refroidie

L'électrode refroidie, permet le refroidissement de l'élément chauffant. Elle est très efficace et permet le retour du four à température ambiante en seulement 2 minutes.

- Gaz neutre

La présence d'oxygène dans le four serait très nuisible car à haute température il pourrait se produire des combustions spontanées.
Pour éviter ce problème et contrôler parfaitement l'atmosphère interne, on fait le vide dans la machine à l'aide d'une pompe électrique puis on remplit l'enceinte avec de l'azote très pur.
Cet azote provient d'une bouteille attachée au mur avec des tuyaux la reliant à l'appareil automatisé.
L'entrée d'azote se situe en dessous de l'élément chauffant.
C'est également un jet de cet azote qui permet de refroidir l'électrode refroidie.

- Filtres optiques

Des filtres optiques sont placés entre le photomultiplicateur et l'échantillon afin d'atténuer au maximum la lumière émise par la source de chaleur (rayonnement de corps noir). Ils évitent également que la chaleur soit transmise au tube PM qui doit rester à température constante pour être précis.
Ces filtres sont de 25 mm de diamètre en moyenne et jusqu'à 15 mm d'épaisseur environ.

- Moteur pas à pas

Des moteurs pas à pas sont utilisés dans cette machine. La particularité de ce type de moteur est de s'arrêter précisément dans la position désirée.
Il sont indispensable dans ce système pour être certain que la nacelle soit bien placée sous le tube PM.
De même c'est un autre moteur pas à pas qui place les nacelles sous la source d'irradiation. Les paramètres de positionnement sont au préalable fixés et contrôlés grâce à l'ordinateur de pilotage.

- Source de radioactivité

La source de Strontium 90 Sr émet une radioactivité de l'ordre de 3.58 Gray/ minute.
En fonctionnement normal (lors des mesures) cette source est stockée dans un container en plomb épais.
Lors de l'irradiation, un moteur ouvre un petit orifice qui permet la sortie du rayonnement en direction de l'échantillon.
Pour éviter que l'utilisateur soit exposé, un double blindage en plomb entoure la machine afin d'assurer une sécurité optimale. 

- Un pilotage contrôlé par un ordinateur spécial

La machine est entièrement programmable afin de pouvoir fonctionner sans intervention de l'opérateur.
Depuis le PC de son bureau, le scientifique règle les cycles de fontionnement. Ces informations sont transmises par le réseau vers un ordinateur spécialisé qui pilote la machine.

- Une interface d'acquisition PC

La machine est raccordée à un PC qui sert de module d'acquisition de données à l'aide d'un logiciel fourni par le fabriquant de la machine Les courbes sont tracées en direct sur l'écran et tous les paramètres de fonctionnement sont disponibles pour vérifier que tout se passe bien.
Par la suite les données sont converties en fichiers qui sont envoyé par le réseau vers un autre PC qui sert à traiter les données et à réaliser le calcul de l'âge à l'aide d'un logiciel qui a été réalisé par la société Archéolabs TL.

 

Coupe de la machine de TL

 

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