Beta Analytic capacité et limites de détection

Beta Analytic est un laboratoire de datation radiocarbone accrédité ISO/IEC 17025:2005 pour réaliser les tests chimiques suivants :

Matériaux archéologiques / géologiques et eaux :

  • Tests spécifiques ou propriétés mesurées : détermination de l’âge / l’activité radiocarbone, mesure 14/13C, 14/12C, 13/12C
  • Technique utilisée : spectrométrie de masse par accélérateur (SMA)
  • Étendue : du temps présent à 47000 ans BP
  • Limites de détection : 47000 BP

Matériaux organiques et carbonates

  • Tests spécifiques et propriétés mesurées : détermination des ratios d’isotopes stables, mesures de δ13C, δ15N, δ18O, δD
  • Techniques utilisées : ratios d’isotopes stables par spectrométrie de masse à ratio isotopique (SMRI)
  • Étendue : -200 pour mille à 100 pour mille
  • Limites de détection : δ13C (250 – 10000 mV), δ15N (1000 – 10000 mV), δ18O (1000 – 35000 mV), δD (1000 – 35000 mV)

Limites de détection du bruit de fond

Detection Limits

La limite pratique de détection du bruit de fond pour la datation radiocarbone par scintillation liquide ou par AMS est débattue et étudiée depuis longtemps.

Certains laboratoires se contentent d’une mesure unique pour des résultats finis exprimés sous la forme 48000+/-500 ou 53000+/-2500. Les recherches menées chez Beta Analytic montrent qu’une analyse simple peut être trompeuse. Des extraits de graphite d’un même échantillon de charbon du Miocène ont été envoyés à sept laboratoires AMS différents, et les résultats récupérés variaient, entre 42000 et 53000.

Ces écarts dans les limites de détection ont également été soulignés dans les différentes études internationales d’intercalibration, les « International RadiocarbonIntercalibrationStudies » (TIRI, FIRI, VIRI), où des échantillons subfossiles et fossiles produisaient des résultats « finis » ou «supérieurs à», pas toujours dans le bon sens.

Beta Analytic a fixé une limite réelle et stricte de 43500 BP quand l’activité du matériau est statistiquement identique au fond. Il s’agit d’un nombre pertinent au vu des limites AMS propres au laboratoire. De fait, Beta Analytic ne reporte pas les âges supérieurs à 43500 BP, et les échantillons correspondants porteront la mention « supérieur à » 43500 BP.

Beta Analytic Capacité

Les appareils utilisés pour l’AMS sont à la pointe de la technologie et spécialement conçus pour la mesure chronologique au radiocarbone. Chaque appareil dispose de deux SNICs (source d’ions négatifs par pulvérisation de césium). La redondance assure au mieux la constance du débit, car les SNIC sont la cause principale des temps d’arrêt d’un AMS. De nombreuses pièces de rechange sont disponibles en cas d’incident, particulièrement celles qui sont susceptibles à des pannes et/ou qui ont des temps de réparation très longs.

L’injection séquentielle de carbone 13 et de carbone 12 permet de mesurer le rapport δ13C dans l’appareil, nécessaire pour une correction fractionnée totale précise sans s’appuyer sur des mesures relatives et des hypothèses (comme c’est le cas avec certaines anciennes machines). L’injection séquentielle de carbone 14, 13, et 12 permet de calculer l’âge en utilisant les rapports C14/C12 et C14/C13. L’obtention simultanée des rapports C14/C12, C14/C13 et δ13C assure un contrôle qualité permanent pendant l’analyse ; le calcul de chaque rapport fournit 3 mesures différentes pour s’assurer que le chemin que prend l’isotope est stable lors de l’analyse.

En plus de la mesure du rapport δ13C dans l’AMS (avec correction pour le fractionnement total pour calculer l’âge radiocarbone conventionnel/pMC le plus précis), le rapport δ13C est aussi analysé dans un Spectromètre de Masse de rapport isotopique. Beta Analytic dispose de deux spectromètres de masse isotopique Thermo-Finnegan Delta Plus, dont la capacité de chacun est de 70 mesures par jour. Nous avons deux machines pour assurer la redondance et un débit constant.

Plusieurs paramètres sont vérifiés sur chaque échantillon avant le rapport final, comprenant, mais ne s’y limitant pas, un courant cathodique, un courant extracteur, le courant césium, le rapport haute énergie C14/C12 et C14/C13, le ratio faible énergie δ13C, le courant C12 faible énergie, le courant δ13C faible énergie et le C14 retenu. Une fois vérifiés, les rapports entre, et au sein du standard moderne de l’acide oxalique sont utilisés pour calculer une fraction de la valeur moderne pour l’inconnu.

Au moins deux mesures de bruit de fond sont effectuées au début et à la fin de chaque série pour s’assurer de l’absence de toute contamination entre les palettes d’échantillons. Six standards modernes sont mesurés et 4 ou 5 standards d’âge connu (Assurance Qualité) sont mis dans chaque palette afin d’assurer l’exactitude des résultats pour les inconnus.

Mesure des rapports des isotopes stables du carbone

La mesure des rapports δ13C permet de corriger l’âge C14 mesuré en fonction de la valeur du fractionnement isotopique (enrichissement ou appauvrissement) dans les échantillons par rapport au standard moderne. Si la mesure n’est pas réalisée, une mesure est néanmoins prise en compte dans le calcul de l’âge.

Pour les matériaux identifiés, cette estimation peut être très proche de la valeur mesurée. Cependant, elle est particulièrement importante pour les matières végétales non identifiées qui peuvent contenir un mélange de C3 (par exemple les feuillus typiques) et C4 (par exemple le maïs), ou les plantes à métabolisme de type crassulacéen (comme, par exemple, le yucca). En effet, une inexactitude de 250 ans pourrait en résulter sans la mesure. Elle est également importante pour les échantillons d’os, car elle donnera un aperçu de la pureté de la protéine extraite pour l’analyse radiocarbone.