Le Laboratoire de développement Analytique Nucléaire Isotopique et Elémentaire (LANIE) est chargé de mettre en œuvre des techniques et des méthodes d'analyses physico-chimiques afin de caractériser les compositions isotopiques des radionucléides présents dans les combustibles irradiés. Depuis plusieurs années le laboratoire mène des développements analytiques innovants ayant pour objectif principal de minimiser les quantités d’échantillons et les durées requises pour la réalisation des procédures analytiques afin de réduire l’exposition du personnel aux échantillons actifs, la production de déchets solides et liquides issus des purifications, ainsi que les coûts associés. Ces développements portent à la fois sur la miniaturisation des techniques séparatives et sur la mise en place de couplages directs entre technique séparative et spectrométrie de masse [1,2]. Les deux principales techniques de séparation étudiées pour des applications en couplage sont l’électrophorèse capillaire et la chromatographie liquide haute pression (HPLC).

L’objectif de ce stage est de mettre en place des méthodes de mesures isotopiques sur des éléments de la famille des lanthanides sur une nouvelle génération d’ICPMS MC et sur un instrument nouvellement acquis par le laboratoire. Cet instrument possède notamment une particularité technique majeure : il dispose d’un système de détection très flexible qui permet de passer d’une configuration d’un élément à un autre dans un très court délai de temps ce qui va permettre au cours d’une séparation de mesurer tous les rapports isotopiques des éléments d’intérêts à analyser.

Le stagiaire sera amené à mettre en place des procédures d’analyses de différents éléments de la famille des lanthanides dans un premier temps sans couplage et en étudiant en détail les conditions opératoires qui permettent d’obtenir les meilleures précisions de mesures. Dans un second temps en utilisant les protocoles de séparations en cours dans le laboratoire pour la séparation des lanthanides [2,3] le stagiaire devra réaliser les mesures isotopiques de tous les lanthanides qui présentent un fort intérêt pour le laboratoire (Ce, Nd, Gd, Eu, Gd, Sm) en une seule étape et en conservant les performances analytiques obtenues en mode non couplage. Le stagiaire sera alors amené à étudier différentes méthodes de traitement des données qui sont très discutées dans la littérature et de comparer les différentes approches existantes du point de vue de la justesse et de la précision.

[1] Dupuis E., Isnard H., Chartier F. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2022, 377, 2340.

[2] Gueguen F., Nonell A., Isnard H., Vio L., Chartier F. Talanta, 162, pp. 278-284

[3] Vio, L., Crétier, G., Chartier, F., Geerstsen, V., Gourgiotis, A., Isnard, H., Rocca, J.L., Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2012, 27, pp. 850-856.

Profil recherché :

Master II chimie analytique

Mots Clefs: ICP-MS, Analyse élémentaire et isotopique, Développement analytique, Chimie des solutions, Microfluidique, Electrophorèse capillaire, chromatographie liquide

Laboratoire d’accueil :

Laboratoire de développement Analytique Nucléaire, Isotopique et Elémentaire (LANIE) au CEA Saclay et à direction des Energies