Laser Ablation ICP-MS as a tool for surface analysis in comparison to other elemental analysis methods

Promovendus/a: Kevin Hellemans

Promotor(en): Koen Janssens

Dit onderzoek presenteert een overzicht van de mogelijkheden van LA-ICP-MS als een techniek voor kwantitatieve analyse, bepalen van isotoopverhoudingen en elementaire beeldvorming. Hiervoor wordt de techniek zelf voorgesteld en worden de belangrijkste parameters die een invloed hebben op de kwaliteit van een LA-ICP-MS meting beschreven.

Voor kwantitieve analyse worden de huidige calibratiestrategieën voor LA-ICP-MS toegelicht, zowel op het vlak van selectie en bereiding van standaarden als op het vlak van dataverwerking. Daarnaast werd een nieuwe calibratiestrategie voorgesteld, gebaseerd op een lineaire combinatie van standaarden. Een case study met de traditionele calibratiestrategie uit de literatuur werd uitgevoerd en vergeleken met data van SEM-EDX om een referentiekader te schetsen voor de performantie van de techniek. In een tweede case study werd onze nieuwe calibratiestrategie toegepast en werd er uitsluitend gebruik gemaakt van LA-ICP-MS, wat uitstekende resultaten opleverde.

Met het oog op het bepalen van isotoopverhoudingen, werd er onderzocht wat de limieten zijn van het gebruik van een lage resolutie quadrupool massaspectrometer voor deze bepaling. Dit stelde ons in staat om de te verwachten accuraatheid en precisie in te schatten. De performantie bleek goed genoeg te zijn om weapon-grade plutonium te onderscheiden van global fall-out, zoals het werd aangetoond in de case study omtrent dit onderwerp.

Uiteindelijk hebben we ook LA-ICP-MS geëvalueerd als een techniek voor elementaire beeldvorming, waarbij we tevens de meest courante multivariate data analyse hebben beschreven. Om de techniek te plaatsen tegenover andere elementaire technieken, werd een historisch verffragment geanalyseerd dat in het verleden reeds geanalyseerd was met SEM-EDX and μ-XRD. Op die manier konden we de resultaten accuraat vergelijken met de andere technieken.