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中國(guó)原子能院提出液體元素高靈敏檢測(cè)新方法

來(lái)源：中國(guó)原子能科學(xué)研究院微信公眾號(hào) 時(shí)間：2025-04-18 16:03

　　原標(biāo)題：新進(jìn)展！原子能院提出液體元素高靈敏檢測(cè)新方法

　　近日，原子能院核物理研究所激光光譜研究團(tuán)隊(duì)提出“毛細(xì)效應(yīng)增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜（CE-LIBS）”方法，大幅提升了液體元素的檢測(cè)靈敏度，在液體元素實(shí)時(shí)、高靈敏檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表于分析化學(xué)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《Talanta》，影響因子5.6，論文第一作者為核物理研究所王遠(yuǎn)航助理研究員，通訊作者為核物理研究所高智星研究員和王釗研究員。

　　在核能發(fā)電過(guò)程中，為確保壓水堆安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)一回路冷卻劑中的鋰和鋅元素進(jìn)行實(shí)時(shí)、高靈敏監(jiān)測(cè)。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)以其快速實(shí)時(shí)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在一回路冷卻劑元素監(jiān)測(cè)領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。然而當(dāng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜直接檢測(cè)液體時(shí)，等離子體快速淬滅會(huì)降低其檢測(cè)靈敏度。同時(shí)，傳統(tǒng)的液固轉(zhuǎn)換方法又因“咖啡環(huán)”效應(yīng)，即液體蒸發(fā)時(shí)溶質(zhì)在液滴邊緣富集形成環(huán)狀沉積的現(xiàn)象，導(dǎo)致溶質(zhì)分布不均勻，降低了激光誘導(dǎo)擊穿光譜信號(hào)的穩(wěn)定性。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，原子能院激光光譜研究團(tuán)隊(duì)提出毛細(xì)效應(yīng)增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜新方法。該方法以多孔泡沫鈦?zhàn)鳛楦患祝瑢⑴菽伣菰谌芤褐?，利用毛?xì)力自驅(qū)動(dòng)作用，使溶質(zhì)隨溶液沿微孔向上遷移并在基底表面富集。研究結(jié)果表明，采用泡沫鈦基底進(jìn)行溶質(zhì)富集后，溶質(zhì)在基底表面均勻分布，“咖啡環(huán)”效應(yīng)得到有效抑制。與傳統(tǒng)濾紙基底相比，采用泡沫鈦基底富集后，激光誘導(dǎo)等離子體演化穩(wěn)定性顯著提升，等離子體溫度、電子密度同步提高，等離子體輻射光譜強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。

　　與此同時(shí)，該方法無(wú)需對(duì)基底進(jìn)行額外處理，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單、快速，同步提升了液體元素LIBS檢測(cè)靈敏度和信號(hào)穩(wěn)定性，對(duì)鋰和鋅元素的檢出限滿足一回路冷卻劑監(jiān)測(cè)需求。

　　該項(xiàng)研究工作得到財(cái)政部穩(wěn)定支持、原子能院青年英才培育基金、核物理研究所所長(zhǎng)基金等項(xiàng)目資助。

　　責(zé)任編輯：沈馨蕊