美國先進(jìn)能源研究中心工程師稱,一種新的激光光譜可準(zhǔn)確確定乏燃料的成分。
出于國際安保和處理安全原因,在進(jìn)行后處理之前,乏燃料中的同位素必須經(jīng)過分析和確定。如果樣品中同位素分析過程是在異國完成則可耗時數(shù)日或更長時間。由愛達(dá)荷大學(xué)化學(xué)工程教授Supathorn Phongikaroon 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊稱,新的快速測試方法可加速同位素分析過程并增加回收的乏燃料數(shù)量而不是將其作為高放廢物貯存起來。
激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)使用脈沖激光將樣本材料加熱至高達(dá)800°C。加熱產(chǎn)生的熱量可將樣品電離成為等離子體。當(dāng)?shù)入x子體冷卻時,其所含不同的同位素會發(fā)射特征波長所對應(yīng)的光子。這些光子經(jīng)由光譜儀和探測器可被檢測出來。將光子及其特征波長的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖便可確定不同同位素及其含量信息。
研究人員稱,LIBS不僅可用于分析乏燃料和裂變產(chǎn)物的成分,還可以提供核燃料再循環(huán)過程中的實(shí)時分析。獲知處理過程中的準(zhǔn)確同位素比例可防止钚被轉(zhuǎn)移用于非法或恐怖主義用途,也可探測到處理過程中出現(xiàn)的異常。
目前研究人員正利用混合非放射性樣品進(jìn)行系統(tǒng)測試,以便確定LIBS方法的確定精確度。由于鈰和钚發(fā)射的特征波長一樣,下一步研究人員將使用鈰和錳對系統(tǒng)進(jìn)行校正。
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