Технология лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (ЛИЭС) для удаленного определения характеристик радиоактивных материалов «in situ»

Теги ЛИЭС LIBS APL

Дата публикации: 27.10.2021 22:00

Компания Applied Photonics Ltd (APL) имеет ряд передовых инноваций в разработке и применении технологии ЛИЭС. Имея более чем 18-летний опыт работы в развертывании технологии ЛИЭС, компания APL заработала репутацию экономически эффективных, надежных и полностью сконструированных продуктов ЛИЭС для использования в самых разных областях, включая научные исследования, химическую индустрию, ядерную энергетику, обращение с ядерными отходами, подводное применение, а также защита и безопасность.
APL предоставляет продукты ЛИЭС предназначены для специфических применений, однако ни один продукт не может удовлетворить всех требований клиентов, поэтому компания приняла высоко-модульный «системный подход» к своим продуктам ЛИЭС, чтобы обеспечить необходимую степень гибкости и универсальности по функциям форме и стоимости.

Рисунок 1. Спектрометры ЛИЭС производства компании APL

ЛИЭС предлагает уникальные возможности для удаленного определения элементарных характеристик практически всех материалов. Компания APL имеет проверенный опыт в разработке и «реальном» внедрении технологии ЛИЭС в полевых условиях для определения характеристик ядерных материалов, что позволяет предлагать новые и экономически-эффективные практические решения для многих задач определения характеристик материалов, с которыми сталкивается ядерная промышленность.

Разработка компании ST-LIBS успешно была применена на АЭС Селлафилд в резервуаре для переработки ядерного топлива в 2001 году для определения «in situ» общего поверхностного загрязнения верхней части корзины активной зоны для растворения корпуса топливных ядерных стержней. Помимо этого в 2002 году в этом же комплексе, но уже на заводе стеклования радиоактивных отходов, данная система определяла характеристики остатков кальцинированного гидроксиапатита.

LI2

Рисунок 2. Удаленная ЛИЭС ST-LIBS, стандартный диапазон определения 1-100 м, абсолютно неинвазивная техника

Применяется в резервуарах высокого давления реакторов на электростанциях Hunterston и Hinkley Point AGR (1999 - 2001 гг.) - анализ состава труб парогенератора «in situ».

LI3

Рисунок 3. Волоконная ЛИЭС (LIBSProbe 100), зондовый трос со стандартной длиной 5-75 метров

Представленная система установлена в Уиндскейле в атомном комплексе Селлафилд в камерах для пострадиционного исследования материалов в апреле 2018 г. Общая конструкция может быть адаптирована или сконфигурирована для соответствия различным структурам горячих камер и конкретному применению материалов.

LI4

Рисунок 4. Эндоскоп ЛИЭС с защитной стенкой

Определение характеристик элементов в реальном времени для широкого диапазона активных и неактивных материалов, находящихся вокруг горячих камер

LI5

Рисунок 5. Высокомощный, находящийся внутри камеры ЛИЭС зонд
Концепция, аналогичная волоконной ЛИЭС, но с сильным βγ-излучением (>50 кГр Со-60) компактного лазера, интегрированного в камеру

Погружной зонд ЛИЭС с газовой продувкой был первоначально разработан и продемонстрирован компанией Applied Photonics Ltd в 2001 году. Целью было предложить новый метод определения характеристик погруженных материалов для хранения отработавшего топлива в резервных ёмкостях, бункерах для отходов и т. д. Может идентифицировать/различать в реальном времени твердые предметы, погруженные в чистую воду, мутную воду, ил и т. д. - может работать практически в любой жидкой среде. Протестирован на глубине 30 метров в море для элементного анализа металлических и керамических объектов на морском дне.

LI6

Рисунок 6. Погружной волоконный ЛИЭС (LIBS Probe 100S), зондовый трос со стандартной длиной 5-75 метров

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по поставке лабораторного и научного оборудования на территории РФ

Теги ЛИЭС LIBS APL

Новые статьи

Характеристика свойств субхондральной кости человека с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области (БИК)

Дегенеративные заболевания суставов часто характеризуются изменениями свойств суставного хряща и субхондральной кости. Эти изменения часто связаны с толщиной субхондральной пластинки и морфологией трабекулярной кости. Таким образом, оценка целостности субхондральной кости может дать важные сведения для диагностики патологий суставов. В данном исследовании изучается потенциал оптической спектроскопии для характеристики свойств субхондральной кости человека. Образцы остеохондральной кости (n = 50 – количество образцов) были извлечены из коленного сустава трупа человека (n = 13) в четырех анатомических точках и подвергнуты БИК-спектроскопии(в ближней инфракрасной области). Затем образцы были исследованы с помощью микрокомпьютерной томографии для определения морфометрических характеристик субхондральной кости, включая: толщину пластинки (Sb.Th), толщину трабекул (Tb.Th), объемную долю (BV/TV) и индекс модели структуры (SMI). Связь между свойствами субхондральной кости и спектральными данными в 1-м (650 - 950 нм), 2-м (1100 - 1350 нм) и 3-м (1600-1870 нм) оптических окнах была исследована с помощью многомерного метода частичных наименьших квадратов (PLS) регрессии. Значимые корреляции (p < 0.0001) и относительно низкие ошибки прогнозирования были получены между спектральными данными в 1-м оптическом окне и Sb.Th (R²= 92.3%, ошибка = 7.1%), Tb.Th (R²= 88.4%, ошибка = 6.7%), BV/TV (R²= 83%, ошибка = 9.8%) и SMI (R²= 79.7%, ошибка = 10.8%). Таким образом, БИК-спектроскопия в 1-м тканевом оптическом окне способна характеризовать и оценивать свойства субхондральной кости и потенциально может быть адаптирована во время артроскопии.

Моделирование нервного волокна на основе оптического волновода

Миелинизированные аксоны являются многообещающими кандидатами для передачи нервных сигналов и света ввиду их волноводных структур. С другой стороны, с появлением таких заболеваний, как рассеянный склероз и нарушений формирования и передачи нервных сигналов из-за демиелинизации, понимание свойств миелинизированного аксона как волновода приобретает большую важность. Настоящее исследование направлено на то, чтобы показать, что профиль показателя преломления (ПП) миелинизированного аксона играет существенную роль в передаче лучей в нем.

Оптимизация обнаружения сверхслабых световых потоков

В ходе исследования, описанного в данной статье, были объединены статистическая модель, анализ шумов детектора и эксперименты по калибровке. Согласно результатам, видимый свет может быть обнаружен с помощью ПЗС камеры с электронным умножителем с соотношением сигнал/шум, равным 3, для потоков с количеством фотонов менее 30 фотонов с⁻¹ см⁻².

Диагностика импульсного плазменного потока

Импульсные плазменные потоки в плазменных ускорителях широко используются для решения ряда научных и практических задач. Особый интерес среди применений импульсных плазменных потоков представляют термоядерный синтез и астрофизические исследования, например, экспериментальное исследование взаимодействия импульсного плазменного потока с материалами.

Полные высокопроизводительные настольные системы сканирования HSI PUSH-BROOM

Применение гиперспектральной визуализации заметно расширилось за последние годы. Тем не менее, остается общая проблема, а именно: предоставление полного интегрированного решения для фиксации 2-D гиперспектральных изображений в компактном настольном формате, которое предоставляет подробную спектральную информацию для определения компонентов, количества и их распределения в плоскости сканирования.

Автофлуоресцентная микроскопия — идентификация бактериальных сигналов на образцах горных пород

Распространенным методом обнаружения микробов в жидких и нежидких образцах является окрашивание флуоресцентными красителями, при котором образцы окрашиваются флуорофором, возбуждаемым фотонами от источника света. Флуорофоры — это молекулы, которые проявляют флуоресценцию, и могут быть биомолекулами естественного происхождения (в этом случае флуоресценция называется автофлуоресценцией), флуоресцентными красителями (синтезированными молекулами) или минералами. Конкретные применения красителей включают обнаружение и перечисление бактерий, визуализацию экспрессии генов и обнаружение биомолекул, которые иначе невозможно было бы отследить.