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La ligne ANATOMIX (Advanced Nanotomography and Imaging with coherent X rays) fournit des rayons X dans la gamme d'énergie entre 5 et 50 keV. Elle est dédiée à la radiographie et la tomographie plein champ, en contraste d'absorption et contraste de phase, et à des tailles de pixel allant de 30 nm jusqu'à 10 µm. test
La ligne ANATOMIX est désormais ouverte aux utilisateurs. Contactez-nous !
La construction et le fonctionnement de la ligne ANATOMIX sont largement financés par l'État à travers le projet "NanoimagesX" retenu lors de l'appel à projets "Équipements d'excellence" (EQUIPEX) 2011 dans le cadre des Investissements d'Avenir de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR).
La ligne ANATOMIX
ANATOMIX est une ligne de lumière dédiée à la tomographie aux rayons X, à l'échelle micro- et nanométrique, en contraste d'absorption et contraste de phase. Elle fonctionne dans une gamme d'énergies photoniques comprise entre 5 et 50 keV et permet à ses utilisateurs d'obtenir des images radiographiques en deux et trois dimensions d'échantillons de taille macroscopique, allant jusqu'à plusieurs centimètres d'épaisseur. Pour des échantillons plus petits, la résolution spatiale atteindra les 100 nm (correspondant à une taille du pixel de 30 nm). Des études en temps réel sont possibles, à des vitesses d'acquisition de données qui iront jusqu'à un scan tomographique par seconde.
Un environnement conçu pour être aussi flexible que possible permet des études in situ et/ou in operando, dans des conditions proches des environnements naturels ou techniques des échantillons (en termes de température, humidité, charge mécanique, fluidique). Les échantillons biologiques peuvent être mesurés en état hydraté.
Techniques accessibles à ANATOMIX
Afin de couvrir les gammes de paramètres décrits ci-dessus, deux types de méthodes radiographiques seront disponibles : la microimagerie à faisceau parallèle et la microscopie RX plein champ en transmission.
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| Exemples: Microimagerie à faisceau parallèle | |
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Microtomographie à faisceau large. Coupe axiale tomographique d'un tibia de poule. Pris avec un faisceau blanc, énergie centrale 20 keV, taille du pixel 9,3 µm. Détails : (a) tissus mous ; (b,c) os trabeculaire. 1000 projections, temps de pose par projection 0.06 s. De [1]. |
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Microtomographie à haute résolution en contraste de phase. Coupe axiale tomographique d'une tige de chanvre. Faisceau blanc, énergie centrale 10 keV, taille du pixel 0,65 µm, distance entre detecteur et échantillon 12 mm. 1500 projections, durée du scan 5 minutes. Echantillon fourni par J. Beaugrand, INRA, Nantes. De [1]. |
| [1] T. Weitkamp et al., "Progress in microtomography at the ANATOMIX beamline of Synchrotron Soleil", Microscopy and Microanalysis vol. 24 suppl. 2 (2018) 244–245, doi:10.1017/S1431927618013570. | |
| Exemples: Microscopie RX plein champ en transmission | |
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Essai de résolution en microscopie RX. Détail d'une des premières images prises avec le microscope RX plein champ sur ANATOMIX, une radiographie d'un objet de référence dont les détails les plus fins (au centre) ont une largeur de 50 nm. Image obtenue avec un faisceau "rose", c'est-à-dire un faisceau blanc dont une seule harmonique de l'onduleur a été isolée par réflexion sur le miroir M1-M2 de la ligne et filtrage par des atténuateurs. De [2]. |
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Premiers tests de nanotomographie en microscopie RX. Coupe tomographique sagittale d'un échantillon de shale avec des inclusions de pyrite (visibles en gris clair). Données acquises en faisceau rose de 10 keV, avec une taille effective de piel de 49 nm ; la résolution est estimée à 250 nm. Les projections n'ont pas été réalignées avant la reconstruction tomographique. L'échantillon a été fourni par l'Unité Mixte Internationale "Multiscale Materials Science for Energy and Environment" (MSE²), un laboratoire du CNRS, du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de Aix-Marseille Université (AMU). De [2]. |
| [2] M. Scheel et al., "Toward hard X-ray transmission microscopy at the ANATOMIX beamline of Synchrotron Soleil", Microscopy and Microanalysis vol. 24 suppl. 2 (2018) 246–247, doi:10.1017/10.1017/S1431927618013582. | |
Voir aussi
- l'onglet "Informations techniques" ci-contre,
- The tomography beamline ANATOMIX at Synchrotron SOLEIL, article publié dans la revue Journal of Physics: Conference Series (2017, volume 849, article no. 012037, doi:10.1088/1742-6596/849/1/012037).
Contacts
Pour plus de détails sur les possibilités techniques et scientifiques sur ANATOMIX, adressez-vous aux scientifiques de la ligne :
| Timm Weitkamp | +33 (0)1 69 35 81 37 timm.weitkamp@synchrotron-soleil.fr |
| Mario Scheel | +33 (0)1 69 35 96 31 mario.scheel@synchrotron-soleil.fr |
| Jonathan Perrin | +33 (0)1 69 35 94 99 jonathan.perrin@synchrotron-soleil.fr |
Numéros de téléphone des salles la ligne
| Salle de contrôle Zone optiques | +33 (0)1 69 35 97 31 |
| Salle de contrôle Expériences | |
| Cabane expériences EH3 | +33 (0)1 69 35 97 82 |
| Cabane expériences EH4 | |
| Salle de réunion et d'analyse de données | +33 (0)1 69 35 97 71 |
| Salle de préparation | |
| Atelier | +33 (0)1 69 35 99 80 |
L'équipe
PAPARONI
PAPARONI Francesco
Offres d'emploi & de stage
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Données techniques
Techniques expérimentales
Microtomographie à faisceau parallèle
- Contraste d'absorption (opérationnel)
- Contraste de phase par propagation (opérationnel)
- Interférométrie X à réseaux (prévue)
Microscopie X plein champ à lentilles Fresnel (en cours de développement)
- Contraste d'absorption
- Contraste de phase Zernike
Domaine d’énergie
Entre 5 et 50 keV
Jusqu'à environ 25 keV en faisceau monochromatique
Taille du faisceau sur l’échantillon
De 0.04 mm × 0.04 mm à 40 mm (H) × 15 mm (V).
Modes de faisceau/ Résolution en énergie
Faisceau blanc filtré
Monochromateur double cristal Si-111 (ΔE/E = 10-4)
Monochromateur double multicouche (ΔE/E = 10-2) – prévu en 2019
Source
Onduleur cryogénique sous vide U18
Optiques
Ouverture d'entrée : diaphragme 2.5 mm × 2.0 mm (H×V), à 22.7 m de la source.
Fente horizontale de cohérence, à 23.2 de la source.
Fentes primaires, à 26 m de la source.
Double miroir (escamotable), à déflection et focalisation horizontales, f=3.5 m, à 35.5 m de la source.
Lentilles refractives pour collimation, à 38 m de la source (prévues).
Fente horizontale de source secondaire (utilisée avec le miroir), à 39 m de la source.
Monochromateur à double cristal (Si-111), escamotable, deflection verticale, à 50 m de la source.
Monochromateur à double multicouche, escamotable, deflection verticale, à 53 m de la source (prévu 2019).
Détecteurs
Tous nos détecteurs sont basés sur le principe de la détection indirecte couplée par lentilles : l'image RX est convertie en image visible par un écran fluorescent (scintillateur). L'image visible est ensuite projetée sur un capteur numérique à pixels par une optique à lentilles. La taille effective du pixel est égale à la taille du pixel sur le capteur, divisée par le grossissement.
Optiques détecteurs :
Grossissement ×1 (disponible)
Grossissement ×10 (disponible)
Grossissement ×20 (disponible)
Autres grossissements entre ×0.5 et ×50 (prévus ou en cours de tests)
Capteurs :
| Marque & modèle | Type | # pixels | Taille du pixel | Cadence | ADC |
| Hamamatsu Orca Flash 4 V2 | CMOS | 2048×2048 | 6.5 µm | 100 fps | 16 bit |
| pco.4000 | CCD | 4008×2672 | 9.0 µm | 5 fps | 14 bit |
| pco.dimax HS4 | CMOS | 2000×2000 | 11.0 µm | 2277 fps | 12 bit |
Thématiques scientifiques
| Information accessible |
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|---|---|
| Etudes fonctionnelles |
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| Domaines d'application |
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