Etude des parametres physiques regissant la justesse et la precision des analyses de traces realisees par spectrometrie de masse haute resolution a decharge luminescente. Applications a l'aluminium raffine, au cuivre et a l'uranium

L'objet de ce travail est d'apporter une contribution a la comprehension de la physique de la decharge utilisee comme source d'ions pour la spectrometrie de masse et de determiner les implications dans le choix du point de fonctionnement experimental sur les performances analytiques. Nous avons realise l'etude de la source dans le cas d'un echantillon cylindrique et demontre que cette configuration presente un comportement specifique alors qu'il etait d'usage de se referer a la theorie des decharges etablies entre deux electrodes planes. L'allure des caracteristiques tension-courant presente ainsi une courbure negative et la quantite de matiere pulverisee varie en puissance avec la tension de decharge et non lineairement. Ce comportement a pu etre interprete grace a un modele de simulation numerique en montrant l'enveloppement progressif de l'echantillon par le plasma de decharge. On simule ainsi un gain de sensibilite d'un facteur 10 lorsque le diametre des echantillons est augmente, que l'on verifie experimentalement. Une relation est egalement faite entre les flux d'ions bombardant la cathode et les profils d'erosion observes. Les rendements de pulverisation pour al, cu et u sont alors correctement estimes. L'etude du systeme experimental a egalement ete realisee par la methode des plans d'experience en retenant comme facteurs de base du modele statistique les parametres electriques de la decharge et la geometrie de l'echantillon cylindrique. Lors des analyses multi-elementaires dans les materiaux al, cu et u, on observe que la justesse des resultats ne depend que faiblement du point de fonctionnement experimental lorsque l'etalonnage est realise dans les memes conditions. Par contre, les coefficients de sensibilite relative de certains elements varient fortement. Le signal ionique d'une impurete est mesure avec moins de 5 pour cent de dispersion lorsque la pression est inferieure a 1 torr et la tension inferieure a environ 1200 volts. Les ecart-types relatifs associes au dosage d'elements traces sont dans la majeure partie des cas inferieurs a 15 pour cent et les limites de detection obtenues pour differentes geometries d'echantillon sont 2 a 10 fois plus basses lorsque le plasma peut s'etendre dans l'axe de la cellule.