Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS ...

Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS): Principes, Complexités & Perspectives
avec :
N 1 et N 2 représentent la population d'atome dans les niveaux 1 et 2
respectivement;
E 2 -E 1 représente la différence d'énergie entre les niveaux 2 et 1;
k représente la constante de Boltzmann (1.38 10 -23 J / °K );
T la température en degré Kelvin.
Cette relation permet d'établir que la population d'un niveau E n est toujours
plus faible que celle d'un niveau E n-1 et que la population la plus nombreuse est celle
du niveau énergétique le plus bas (i. e. le plus stable) (Figure 8).
Figure 8: Vue schématique du
rapport de peuplement des
différents niveaux énergétiques
d'après l'équation de Boltzmann
(1872). Concrètement, pour E 2-
E 1 = 0.5 eV et à température
ambiante, le rapport N 2/N 1 est
égal à 1/250 10 6 .
Une émission laser sera donc obtenue par inversion du rapport de population
de façon à créer une surpopulation dans les niveaux énergétiques élevés. L'inversion
de population est obtenue par un dispositif de pompage, généralement optique ou
électrique, qui fait passer les atomes d'un niveau E 1 à un niveau supérieur E 3 . Les
atomes présents dans ce niveau reviennent, par transition non-radiative, à un niveau
de plus faible énergie E 2 , metastable, qui joue le rôle de niveau de stockage. Le
niveau E 2 se retrouve alors surpeuplé par rapport à E 1 (Figure 9).
Figure 9: Inversion de
population par pompage à trois
niveaux.
Le niveau E 2 est un niveau de
stockage métastable, non
accessible directement par
absorption et pour lequel
l'émission spontanée est peu
probable.
36