氧化鈰固體激光誘導擊穿光譜等離子體性質研究

王祥麗 高智星 程毅梅

（中國原子能科學研究院 北京 102413）

激光誘導擊穿光譜（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）作為一種應用廣泛的元素分析技術［1］，它利用激光與待測物表面少量樣品的相互作用，使樣品元素受到激發后發生原子化生成等離子體，通過測量等離子體中待測元素發射出的特征光譜，得出樣品中相應的元素信息［2］。該方法因具有操作簡便快速、無需樣品預處理、接近無損分析的特征，從20 世紀70 年代起受到國外專家的關注，并在多個領域得到應用［3］。進入21 世紀，美國發射出的勇氣號火星探測器因裝備有LIBS檢測裝置，成功探測到火星表面下覆蓋冰層［4］。且該方法對不同形態（包括固態、液態、氣態等）樣品都可進行測量分析［5-6］。這些說明了LIBS是一項極具潛力且定性探測能力較強的儀器分析技術［7］。此外，由于LIBS分析設備具備遙控操作特性［8］，因此在核領域有較好的應用前景。

钚是一種化學性質非常活潑的金屬，具有易腐蝕性、自燃性以及輻射特性［9］，是一種重要的核材料，目前核電站中有1/3左右的電能由钚的裂變所提供［10］，因此需要進行嚴密監控。現有的钚測量方法主要包括質譜法以及γ射線測量分析方法。前者一般需要在潔凈實驗室內預先通過離子交換樹脂分離再進行分析［11-12］，操作較為復雜；后者當射線信息較為模糊時，會極大地影響其測量準確度［13］。

本工作旨在開展利用激光誘導擊穿技術對核材料中的鈾、钚等元素進行定量分析的可行性研究。考慮到利用钚進行LIBS 放射性實驗的條件要求極高，因此在初期研究階段，擬采用不含放射性的鈰作為钚的模擬材料［14］。……