Spectrométrie Mössbauer
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La spectrométrie Mössbauer est une méthode permettant de déterminer le degré d'oxydation et l'environnement d'élèments chimiques. L’effet Mössbauer, sur lequel s'appuie ce spectromètre, a valu le prix Nobel de physique à son découvreur, Rudolf Ludwig Mössbauer. Cette technique est principalement connue pour l'étude du fer mais est également applicable à toute espèce chimique présentant un spin nucléaire non nul.
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[modifier] Principe
L'échantillon est excité par un rayonnement gamma (photons) dont on fait varier l'énergie autour d'une énergie de transition nucléaire. Pour cela, on dispose d'une source émettant un rayonnement continu, et on fait se déplacer la source par oscillations ; c'est l'effet Doppler-Fizeau qui produit la variation de l'énergie.
Un détecteur se trouve derrière l'échantillon. Lorsque l'énergie du rayonnement incident correspond à l'énergie de transition électronique, le rayonnement est absorbé, et donc l'intensité collectée est faible.
Il s'agit donc d'une spectrométrie d'absorption.
Le spectre Mössbauer est constitué d'un ensemble de multiplets dont la forme et la position (déplacement chimique) est à la fois caractéristique du nombre d'oxydation, mais aussi de la nature et de la géométrie des plus proches voisins de l'élément chimique étudié.
[modifier] Applications
[modifier] Corrosion aqueuse
Lors de la corrosion aqueuse du fer et de l'acier, il se forment différentes phases qui donnent la rouille. La spectrométrie Mössbauer fait partie de l'étude de ces phases.
Voir l'article Structures cristallines des hydroxydes, oxy-hydroxydes et oxydes de fer.
[modifier] Spectromètre embarqué dans des sondes spatiales
Cet instrument équipe les sondes Spirit, Opportunity et Beagle 2 envoyées vers Mars en 2003.
Sa mission était en outre de :
- déterminer l'abondance et la composition des minéraux riches en fer pour d'éventuelles exploitations futures,
- mesurer le magnétisme de divers matériaux martiens ( sol, poussière, roches).
