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铀酰溶液中铀含量的激光诱导击穿光谱测量

2021-05-13崔祖文向昱霖张宇璇吴玉兰刘作业孙少华

激光技术 2021年3期

崔祖文,向昱霖,张宇璇,吴玉兰,何 宇,刘作业,孙少华

(兰州大学 核科学与技术学院,兰州 730000)

引 言

激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS),在过去的几十年里逐渐展现出在不同条件下对物质分析的潜力,其基本原理是通过聚焦激光与样品相互作用,形成等离子体。等离子发射的光谱被光谱仪所收集,分析谱线的强度和波长,便可得到样品成分和含量的信息[1-2]。LIBS的测量过程简单快捷,无需提前制备样品,对材料损伤小、检测限低。此外,LIBS对气相、液相和固相物质在各种条件甚至是极端恶劣的环境中(高温、高放射性)均可实现元素分析,并且可实现原位测量、远距测量和快速的多元素分析[3]。目前广泛应用于环境监测、食品分析、矿物分析、太空探测、反恐安全、文物测定、生物医学、冶金等领域[4]。

铀元素的监测分析在核工业、环境的监测、放射性检测中至关重要。其含量是铀矿开采、铀浓缩、核燃料的生产和循环利用以及核废料的处理等环节中的关键性参量。铀元素属于重核元素,其电子能级分布非常密集,特征谱线超过了30万条,这给实际定量测量带来挑战。目前,国内外对铀的报道还非常有限,用LIBS定性定量测量铀元素的报道更是屈指可数。美国[5-7]、法国[8]、韩国[9-10]等国家曾用LIBS对含铀样品中的铀元素及其它杂质元素进行了定性定量的分析,国内也有LIBS定量分析铀材料中杂质的报道[11],但没有对铀元素进行定量分析的先例。本文中将不同浓度的硝酸双氧铀溶液均匀涂抹到稳定的石墨材料上制备成样品,结合内标法对铀元素进行了定量分析。……

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