在一项新的研究中,研究人员报告的优化方法利用激光诱导击穿光谱(LIBS)分析氢的同位素。他们的新发现可能使改进的快速识别和测量氢和其他轻同位素核反应堆中重要的材料和其他应用程序。亚博网站下载
LIBS测量氢的同位素是有前途的,因为它不需要样品制备和数据可以迅速获得一个相对简单的实验装置。然而,量化氢的浓度具有挑战性的分析技术。
在光学协会(阻塞性睡眠呼吸暂停综合症)杂志上光学表达从太平洋西北国家实验室,研究人员表明,结合一个超快激光——已超短脉冲与某些环境条件有助于提高LIBS测量氢的同位素在工业上重要的合金。
这种优化技术能够更快的分析材料的辐照在核反应堆堆芯。亚博网站下载
“提高氢的同位素的化学成像,就像我们在这工作,可用于监测核反应堆材料的行为,为我们提供电力,亚博网站下载总督”研究小组的领导人说Sivanandan Harilal。”也可以非常有价值的发展下一代的储氢材料可以使新能源技术和分析材料腐蚀暴露在水。”亚博网站下载
测量同位素
在新研究中,研究人员致力于找到最好的条件在Zircaloy-4测量氢的同位素。锆合金广泛应用于核能技术,包括包覆压水反应堆的核燃料棒。测量多少氢材料回升反应堆操作期间对理解材料性能很重要。
执行库,使用脉冲激光产生等离子体的样品。laser-produced等离子体发光特性的等离子体羽流的不同物种,如离子、原子,电子和纳米颗粒。yabo214
需要使用LIBS检测特定同位素测量极窄的原子发射光谱。这是困难的氢同位素等较轻的元素,因为极端温度10000 k或更高,laser-produced等离子体扩大谱线。
在这项研究中,研究人员执行中不同的等离子体生成条件通过使用各种激光产生等离子体和测试不同的分析环境。他们收集了发射光等离子体生成后在不同的时间和不同距离的示例使用时空上解决光谱成像,或2 d光谱成像。
“2 d光谱成像让我们跟踪何时何地排放氢同位素是最强的,”Harilal说。“因为多个物种的出现在等离子体羽流及其瞬态性质,关键是分析等离子体在时空上的方式解决。”
超速是最好的
结果表明,超快速激光产生的等离子体是更好的比传统的纳秒laser-produced等离子体氢同位素分析,生成等离子体在氦气环境中等压力提供了最佳分析条件。
“氢存在在所有环境中,使它具有挑战性的区分需要测量的氢环境中使用任何分析技术,”Harilal说。”我们的研究结果表明,超快的填词能够区分从溶质氢氢杂质。”
研究人员计划执行额外的研究,以进一步优化使用超快激光对中氢同位素分析。
纸:e . j . Kautz a . Devaraj d . j .先生,s . s . Harilal氢同位素分析的核反应堆材料使用超快激光诱导击穿光谱,亚博网站下载选择快递。,29岁,4936 - 4946 (2021)。
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.412351。
