Spectrométrie Mössbauer - Définition

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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 (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) mais est également appliquable à toute espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type »...) chimique présentant un spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) non nul.

Principe

L'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou...) est bombardé par un rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) gamma (photons) dont on fait varier l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) 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 (L’effet Doppler est le décalage de fréquence d’une onde acoustique ou...) qui produit la variation de l'énergie.

Un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) se trouve derrière l'échantillon. Lorsque l'énergie du rayonnement incident correspond à l'énergie de transition électronique (Les transitions électroniques sont le passage d'un électron d'un niveau d'énergie à un autre.), le rayonnement est absorbé, et donc l'intensité collectée est faible.

Il s'agit donc d'une spectrométrie d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par...).

Le spectre Mössbauer est constitué d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de multiplets dont la forme et la position (déplacement chimique) est à la fois caractéristique du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'oxydation, mais aussi de la nature et de la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace...) des plus proches voisins de l'élement chimique étudié.

Applications

Corrosion aqueuse (La corrosion désigne l'altération d'un objet manufacturé par l'environnement. Les...)

Lors de la corrosion (La corrosion désigne l'altération d'un matériau par réaction chimique avec un...) aqueuse du fer et de l'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction...), il se forment différentes phases qui donnent la rouille. La spectrométrie Mössbauer (La spectrométrie Mössbauer est une méthode permettant de déterminer le degré d'oxydation et...) fait partie de l'étude de ces phases.

Voir l'article Structures cristallines des hydroxydes, oxy-hydroxydes et oxydes de fer.

Spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant de décomposer une quantité...) embarqué dans des sondes spatiales

Cet instrument équipe les sondes Spirit, Opportunity (Opportunity est le deuxième rover (ou astromobile) de la mission Mars Exploration Rover de la...) et Beagle 2 (Beagle 2 était un atterrisseur qui devait se poser sur la planète Mars le...) envoyées vers Mars en 2003.

Sa mission était en autre de :

  • déterminer l'abondance et la composition des minéraux riches en fer pour d'éventuelles exploitations futures,
  • mesurer le magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces...) de divers matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) martiens ( sol, poussière, roches).
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