En milieu de construction, la nouvelle ligne synchrotron PUMA (Photons Utilisés pour les Matériaux Anciens) alimentera deux stations expérimentales : l’une de spectro- microscopie X durs (imagerie 2D et micro-analyses ponctuelles), l’autre de micro-tomographie X durs (imagerie 3D). Ces méthodes d’imagerie sont les plus demandées pour étudier la morphologie, la composition, la structure et les propriétés des matériaux anciens.
Les deux branches viseront une résolution de l’ordre du micromètre. La ligne sera optimisée pour minimiser les temps de réglage et permettre la mesure de larges collections d’échantillons.
Comme pour l’ensemble d’IPANEMA, la définition de PUMA s’appuie sur un large travail collectif, qui a culminé en mai 2009 avec le colloque « A beamline for ancient materials at SOLEIL ».
Sur cette base, la construction de la ligne de lumière conçue selon les nombreuses recommandations de la communauté scientifique a démarré au printemps 2012 pour une ouverture aux utilisateurs en 2017.
À plus long terme, une deuxième station expérimentale sera créée dans un nouveau bâtiment satellite. Grâce à ce nouvel emplacement les utilisateurs de PUMA profiteront de paramètres optiques encore plus performants. La nouvelle station sera fortement automatisée avec un robot permettant l’analyse autonome de grandes séries d’échantillons.
Spécifications techniques
PUMA est une ligne de lumière qui utilise les rayons X durs avec une énergie de photons entre 4 et 60 keV. Un monochromateur double cristal (DCM) est utilisé pour sélectionner la longueur d’onde.
Des expériences en plein champ sont possibles avec le faisceau blanc ou monochromatique, donnant un champs de vue maximale de 10 mm (verticale) x 20 mm (horizontale). La cohérence longitudinale du faisceau peut être adaptée à la cohérence verticale avec un jeu de fentes, permettant des expériences utilisant le contraste de phase.
Un système de miroir de type Kirkpatrick-Baez (KB) peut focaliser le faisceau monochromatique dans une tache de 3 µm x 3 µm sur l’échantillon. Des expériences de spectroscopie d’absorption (XAS) et fluorescence (XRF), de diffraction (XRD) et diffusion (SAXS) seront possibles.