飞秒激光诱导击穿光谱技术对石墨中钍的定量分析

摘要：

为了促进激光诱导击穿光谱技术在核工业领域中的应用与发展,利用飞秒激光对高纯石墨中的钍(Th)元素开展了定量分析研究.采用标准加样法制备了钍含量在0.35％～35.15％范围内的9个分析样品,以类比钍基核燃料中的钍含量.通过改变光谱采集方式、延时条件及调节飞秒激光脉冲能量对实验条件进行优化.在优化的实验条件下,对所有样品进行激发以采集等离子体光谱信息用于定量分析研究.得出以下结果:对比定点激发采集光谱结果,采用靶面连续移动式的光谱重复性好,钍原子(Th I 396.21 nm)谱线强度获得大约2倍的增强,重复测量的相对标准偏差由20.4％降至5.7％;高含量区间内钍元素谱线存在明显的自吸收效应,采用指数函数对整个含量区间与分析线(Th I 394.42 nm、396.21 nm和766.53 nm)强度进行非线性拟合,可以有效获取分析线的饱和阈值;基本定标法适用于饱和阈值以下的含量区间,分析线对较低含量的未知样品的预测分析具有较高的精确度;采用内标法(以CI 247.85 nm线为内标线),可以实现积分强度和峰值强度与整个区间含量的线性拟合,其中,基于高饱和阈值分析线(766.53 nm)的积分强度能够较好地实现高含量未知样品的含量预测.实验结果说明:飞秒激光诱导击穿光谱技术具有钍基核燃料循环过程中钍含量监测分析的潜力.

关键词：飞秒激光诱导击穿光谱、钍、核燃料、定量分析

所属期刊栏目：16

分类号：TG146.4+53;O657.38(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;江西省质谱科学与仪器重点实验室开放基金项目

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：103-112