Microscope électronique à balayage (MEB)

Présentation générale

Installé au GIP ARRONAX depuis 2015, ce microscope électronique à balayage (MEB) permet de réaliser des images 2D. Il est couplé à l’EDX pour déterminer et quantifier les éléments chimiques.

Principe

La micro-analyse surfacique est utilisée pour caractériser l’état surfacique d’un échantillon. Le MEB JEOL 7100F installé au GIP ARRONAX a permis au groupe R&D d’étudier finement l’état surfacique métallique en utilisant d’une part les électrons secondaires pour faire des images, d’autre part les électrons rétrodiffusés pour vérifier l’homogénéité des éléments chimiques et le relief surfacique. La micro-analyse EDX couplée à cet équipement est utilisée pour identifier les éléments chimiques présents sur la surface d’un échantillon.

Exemple d’utilisation

La cible fabriquée au GIP ARRONAX est irradiée sous l’effet d’un faisceau de particules accélérées par le cyclotron Arronax : elle doit résister à la pression exercée par les particules (protons, deutons ou alpha), dont l’intensité peut atteindre des centaines de micro-ampère, ainsi qu’à la forte fluctuation de température pendant le tir. La cible est ensuite traitée chimiquement pour éliminer les impuretés produites pendant le tir et lors de la fabrication de la cible. Le but recherché est d’obtenir le radio-isotope d’intérêt hautement purifié qui, après radiomarquage, pourra être injecté par voie intraveineuse à un patient dans le cadre d’un traitement.

La cible doit être rigoureusement contrôlée avant le tir afin de vérifier l’absence de craquelures, de pores et de dendrites, ces défauts pouvant fragiliser la cible pendant le tir. Il faut aussi s’assurer que les contaminations métalliques sont inférieures à 1% de manière à faciliter le processus de traitements chimiques après le tir.

Les images ci-dessus montrent un dépôt de zinc fabriqué par électrodéposition (Zn) sur un substrat en or (Au) : dépôt à vue d’œil (à gauche) ; à travers le MEB (à droite) ; spectre EDX (ne bas). Les défauts sont inexistants : ces dépôts ne contiennent pas d’impuretés (les pics Au proviennent du substrat) et la structure cristalline du dépôt de Zn est hexagonal avec un empilement en trois dimensions. Ce dépôt répond à nos exigences de qualité : il est adapté pour une irradiation en vue de la production de cuivre-67 à des fins radiopharmaceutiques.  La forme du dépôt est elliptique, avec les dimensions suivantes : 1,1 cm de demi petit axe, 4 cm de demi grand axe, 149 µm et d’épaisseur.