CN112834466A - 一种便携式核材料甄别仪器 - Google Patents

一种便携式核材料甄别仪器 Download PDF

Info

Publication number
CN112834466A
CN112834466A CN202011619396.XA CN202011619396A CN112834466A CN 112834466 A CN112834466 A CN 112834466A CN 202011619396 A CN202011619396 A CN 202011619396A CN 112834466 A CN112834466 A CN 112834466A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spectral line
laser
spectrometer
target element
portable nuclear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011619396.XA
Other languages
English (en)
Inventor
高智星
胡凤明
班晓娜
李静
王钊
张绍哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Institute of Atomic of Energy
Original Assignee
China Institute of Atomic of Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Institute of Atomic of Energy filed Critical China Institute of Atomic of Energy
Priority to CN202011619396.XA priority Critical patent/CN112834466A/zh
Publication of CN112834466A publication Critical patent/CN112834466A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及一种便携式核材料甄别仪器，包括激光器、光谱仪和光学组件；所述激光器发射的激光通过所述光学组件聚焦到被测物体上，所述被测物体表面材料气化、电离和激发，形成发光等离子体，该发光等离子体的退激光线经所述光学组件传输至光谱仪中以通过该原子光谱的波长确定被测物体的元素成分。本发明的有益效果如下：1、本发明通过激光聚焦到被测物体上，形成发光等离子体，光谱仪对该等离子体进行光谱分析来确定待测材料的元素成份，能够实现对核材料的快速分析。2、本发明的光学组件集成在手柄中，光谱仪设置在背包中，能够实现便携、可移动检测。

Description

一种便携式核材料甄别仪器
技术领域
本发明属于核安保领域，具体涉及一种便携式核材料甄别仪器。
背景技术
随着恐怖暴力、群体事件的不断发生以及高技术爆炸装置的使用等因素， 导致国际安全形势趋于严峻，面对这种情况，各国政府都加强了安全检查力度 和检查范围，并不断采用新技术和新设备。针对发现或截获的核材料或取样样 品的放射性、物理特性和同位素、元素成份等特征开展的分类、取证技术是核 安保工作的重要工具。目前对现场截获或发现可疑材料的总体组成确定和分类 主要依赖γ射线谱仪和中子探测器的非破坏性放射线分析手段，但是对于可疑 物质元素成份的现场非破坏分析和快速识别，还没有成熟的解决方案。
现有元素成份分析技术大多需要样品预处理，难以开展无损分析，无法在 第一时间为核安保决策和取证提供可疑材料的元素成份信息，因此迫切需要发 展新型核材料成份甄别技术，通过材料主要元素的识别快速确定截获材料的特 性。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种便携式核材料激 光甄别仪器，本技术方案能够实现了快速、现场对核材料的识别。
本发明的技术方案如下：
一种便携式核材料甄别仪器，包括激光器、光谱仪和光学组件；所述激 光器发射的激光通过所述光学组件聚焦到被测物体上，所述被测物体表面材 料气化、电离和激发，形成发光等离子体，该发光等离子体的退激光线经所 述光学组件传输至光谱仪，通过该原子光谱的波长确定被测物体的元素成分。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述光学组件包括聚焦/收集 透镜、双向色镜、耦合透镜和反射镜；所述激光依次穿过双向色镜和聚焦/ 收集透镜聚焦到被测物体上；所述退激光线穿过聚焦/收集透镜后经过双向色 镜和耦合透镜，经过反射镜反射后被光纤传输给光谱仪。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述聚焦/收集透镜、双向色 镜、发射镜和光纤集成设置在手柄上；所述光谱仪设置在背包中。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述激光器为脉冲宽度为纳 秒量级的全固态激光器。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述光谱仪为波长覆盖 200nm～700nm波段的多通道微型光谱仪。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述手柄的长度可变以调整 作业人员与甄别对象之间的距离。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述聚焦/收集透镜为普通石 英玻璃，其物理口径为25.4mm，焦距为75mm；
所述光纤的收集角α为26°，双色透镜的物理口径为25.4mm，有效通光 口径为16mm，焦距大于35mm。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，通过该原子光谱的波长确定 被测物体的元素成分的步骤包括：
根据所述原子光谱数据拟合连续光谱基线；
扣除该连续光谱的本底；
获取扣除本底后的连续光谱的谱线峰值；
根据该谱线峰值判断是否存在目标元素。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，所述根据该谱线峰值判断是 否存在目标元素的方法包括：
根据所述谱线峰值检索目标元素的谱线库；
如果该谱线峰值对应的谱线对应于目标元素特征谱线且无干扰谱线，则 判定目标元素的存在；
如果该谱线峰值对应的谱线对应于目标元素特征谱线但有干扰谱线，则 在对应于目标元素特征谱线的数量超过设定值时判定目标元素的存在；
如果该谱线峰值没有对应的目标元素特征谱线，则判定探测对象不存在 目标元素。
进一步地，上述的便携式核材料甄别仪器，判定目标元素存在时，根据 不同的判断条件对判定结果做出不同标记。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过激光聚焦到被测物体上，形成发光等离子体，光谱仪对该 等离子体进行光谱分析来确定待测材料的元素成份，能够实现对核材料的快 速分析。
2、本发明的光学组件集成在手柄中，光谱仪设置在背包中，能够实现便 携、可移动检测。
3、发射、收集光路中，采用双向色镜，大幅提升了收集效率，提高了甄 别仪器的灵敏度。
附图说明
图1为本发明的便携式核材料甄别仪器的结构示意图。
图2为通过该原子光谱的波长确定被测物体的元素成分的步骤的流程图。
图3为利用本发明仪器测试时不同品位铀矿石的铀谱线强度。
上述附图中，1、被测物体；2、手柄；3、背包；4、聚焦/收集透镜；5、双 向色镜；6、激光器；7、反射镜；8、光纤；9、光谱仪；10、耦合透镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供了一种便携式核材料甄别仪器，包括激光器6、 光谱仪9和光学组件；所述激光器6发射的激光通过所述光学组件聚焦到被 测物体1上，所述被测物体1表面材料气化、电离和激发，形成发光等离子 体，该发光等离子体的退激光线经所述光学组件传输至光谱仪9中以通过该 原子光谱的波长确定被测物体1的元素成分。
所述光学组件包括聚焦/收集透镜4、双向色镜5、耦合透镜10和反射镜 7；由激光器6输出激光垂直穿过双向色镜5，通过聚焦/收集透镜4聚焦到 被测物体1上；被测材料表面在高功率激光作用下气化、电离、激发，形成 寿命很短、具有高瞬态温度的发光等离子体，等离子体退激过程中的光线穿 过聚焦/收集透镜4后经过双向色镜5和耦合透镜10，再经过反射镜7反射， 辐射的原子光谱通过光纤8传输给光谱仪9；光谱仪9进行光谱分析，通过 原子谱线的波长确定待测材料的元素成份。以往的技术方案中，一般是采用 在透镜中心部位设置孔洞以便激光穿过，收集光路的光线经过孔洞周围的透 镜部分进行收集，因为孔洞的存在，收集光路中的光线有很大部分是被浪费 而无法收集的，这对于微量元素的甄别十分不利。本发明的甄别仪器在发射、 收集光路中，采用双向色镜，大幅提升了收集效率，提高了甄别仪器的灵敏 度。
聚焦/收集透镜4、双向色镜5、耦合透镜10、反射镜7和光纤8集成设 置在手柄2上；所述光谱仪9设置在背包3中，与光谱仪9连接的小型化电 脑则是可以通过固定支架固定在手柄2上；通过这样的方式能够实现便携、 可移动检测。
激光等离子体发光强度与激光器参数的选择密切相关。以Nd：YAG激 光器为代表的固体激光器工作稳定、使用和维护成本低，可输出1064/532/355 和266nm多波长的激光脉冲。拟采用无需冷却液、脉冲宽度为纳秒量级的全 固态激光器作为等离子体的激励源。按照经典电磁场理论的激光强度与电场 强度的换算关系，聚焦功率为1010W/cm2的激光脉冲即可将激发原子外层电 子。如前文所述，当聚焦功率达到9.5GW/cm2时，单脉冲基频激光即可在含 铀样品表明获得稳定的等离子闪光。因此，在激光器的选择上就没有必要选 择需要增加成本和结构重量的倍频激光器。同时，由于较长波长激光对使用 人员的安全性较高，更适合用户。
为满足核安保现场作业需求，本实施例的激光器为锂电池供电模式，同 提供时钟CLK和激光开关(Q-out)外触发及同步信号以便控制光谱仪等设 备的延时。该激光器电源提供12V输出端为光谱仪等设备供电，整套系统可 以10Hz频率至少连续工作30分钟。
LIPS(激光诱导等离子体光谱)信号的解析通过光谱仪实现。一般认为， 多普勒效应和斯塔克效应的影响，LIPS光谱典型的谱线宽度为0.1nm左右， 要求光谱仪的分辨率好于0.1nm。对于单元素的探测，只需要光谱仪的响应 范围涵盖元素特征谱线即可。铀元素的光谱对集中于300nm～500nm波段， 选择双通道的100nm量程光谱模块即可满足铀元素的识别要求。为了识别出 U I(铀原子)591.538nm和U II(铀离子)295.573nm谱线，本实施例的光谱仪可以选用波长覆盖200nm～600nm波段的四通道微型光谱仪。由于钚 元素的31条灵敏线主要分布在290-460波段，所选用光谱装备亦可兼顾钚元 素的识别。其余Pu I(原子)630.446nm/648.671nm/648.885nm/688.771和 Pu I 863.019nm谱线由于附近没有明显干扰线，如果针对钚识别进行光谱仪 选择，可以考虑选用600-700nm单通道微型光谱仪。出于综合考虑，本发明 实施例也可以最终选用利用微型光谱模块组建四通道光谱解析系统。
在聚焦/收集透镜方面，常选用焦距在50～150mm的透镜收集等离子体， 光学口径为25～50mm。
无论从提升激光激发强度考虑，还是从改善等离子体闪光的几何收集效 率考虑，都希望透镜f1(聚焦透镜到样品)的焦距尽可能短，对于平凸透镜而 言，其焦距的极限取决于凸面的曲率半径R和折射率n，
Figure BDA0002871989510000061
式中d为透镜的物理口径。对于普通石英玻璃n～1.5，fmin→d，如果等离 子体闪光的角分布时均匀的，则收到收集效率的极限为ηgmax～18％。当d取 25.4mm时，fmin～25.4mm，此时等离子体冷却后形成的颗粒物极易沉积在透 镜表面，造成透镜性能下降，甚至造成损伤。综合考虑激光强度，收集效率 和光学元件的损伤，选择聚焦/收集透镜的参数选择为为普通石英玻璃，其物 理口径为25.4mm，焦距f1＝75mm，此时，响应的等离子体闪光的几何收集 效率为：
Figure BDA0002871989510000071
考虑到光纤的典型收集角α为26°，当光学耦合透镜(双向色镜)焦距 接近
Figure BDA0002871989510000072
时耦合效率最优。对于物理口径为25.4mm的耦合透镜 (双向色镜)，有效通光口径为16mm，当f2>35mm(双向色镜到光纤的距离) 可以确保光纤的耦合效率最佳。此时，整个等离子闪光收集-耦合效率为：
η＝ηg·ηc≈1％
等离子体闪光经光纤光学耦合到光谱仪后，经过光栅色散到阵列探测器 CCD上，经数模转换得到等离子体辐射光谱Iλ，通过数据接口将原始光谱数 据传输至计算机进行自动分析。
如图2所示，通过该原子光谱的波长确定被测物体的元素成分的步骤包 括：
S100根据所述原子光谱数据拟合连续光谱基线；
S200扣除该连续光谱的本底；
S300获取扣除本底后的连续光谱的谱线峰值；
S400根据该谱线峰值判断是否存在目标元素。
具体而言，先对光谱数据分段求极小值，根据极小值进行线性插值获得 近似连续光谱的本底IB，然后将原始光谱数据扣除获得的连续光谱本底，获 得“纯净”原子发射光谱信号Sλ(即扣除本底后的连续光谱)。在获取扣除本 底后的连续光谱的谱线峰值时，对该连续光谱分段求极大值识别出其包含的 谱线峰值Pλi，并检索目标元素的谱线库。
所述根据该谱线峰值判断是否存在目标元素的方法包括：
根据所述谱线峰值检索目标元素的谱线库；
如果该谱线峰值对应的谱线对应于目标元素特征谱线且无干扰谱线，则 判定目标元素的存在；
如果该谱线峰值对应的谱线对应于目标元素特征谱线但有干扰谱线，则 在对应于目标元素特征谱线的数量超过设定值时判定目标元素的存在；
如果该谱线峰值没有对应的目标元素特征谱线，则判定探测对象不存在 目标元素。
判定目标元素存在时，根据不同的判断条件对判定结果做出不同标记。
按照《核安检与核安保装备研制》的要求，核材料激光甄别仪应在1分 钟内识别出最小样本量为1g的铀、钍元素，对可疑物质中铀元素的探测灵敏 度(LOD)达到0.1％。为了对本实施例的仪器检测效果进行验证，利用核燃 料芯块对样机的响应时间和最小样本量进行了测试。利用不同品位的铀矿石 对样机的探测灵敏度进行了测试。
试验结果表明，由于激光等离子体光谱技术可以实时识别多种元素成份， 即使考虑到样本不均匀性或者表面污染的影响，连续采样十次以上即可获得 高置信度的测试结果。对于测试样机，十次采样所需时间仅需3～5秒，即使 考虑开机时间，完成一次核材料甄别所需时间也远小于1分钟。
核材料激光光谱仪的激光焦点直径接近0.2mm，只要探测目标被激光有 效瞄准，即可获得等离子体闪光。受目视分辨能力限制，探测对象的尺度不 应小于0.1mm。由于固态物质的密度多位于1～20g/cm2，估计核材料激光甄 别仪器所能瞄准并探测的最小样品量在20～400μg之间，即使取其最大值， 核材料激光识别所需的最小样本量(0.4mg)远低于课题设定指标1g。
为实际验证核材料激光甄别仪器是否达到预设指标，利用质量为30mg 的铀矿渣和质量为12mg的四水合硝酸钍化学标准物质进行了测试。实验证 实，核材料激光甄别仪器可以有效瞄准目标物并激发等离子体火花，光谱自 动识别软件可以有效识别目标物中的铀、钍元素，实现核材料的识别。
同时，也利用该仪器对夹取样品所用的镊子进行了测试，从镊子表面识 别出铀、钍元素，且所识别出铀、钍元素的特征谱线及强度随着脉冲次数的 增加而降低，证明核材料激光甄别仪器具有识别目标物表面微量铀钍元素沾 染的能力。实验结果也再次证实，如果不考虑瞄准精度，核材料激光甄别仪 器所需样本量远小于1g。
为确定测试过程的样品消耗量，研究团队利用测量精度0.1mg的电子天 平对核燃料芯块连续测试10次前后的质量进行了称量，发现样品测试前后的 质量几乎没有变化。在氧化铀燃料超精细光谱测试中，每次采样取十次连续 测量的平均值。由于LTB-Demon的单次光谱采样范围为1～1.5nm，需要累计 五百多个光谱扫描区间才能实现190nm～850nm波段精细光谱采样。核燃料 芯块端面激光光谱采样实验前后，累计5000次激光辐照在样品端面形成了的 烧蚀坑直径不大于0.4mm，深度接近0.2mm，与激光焦深相当。
据此推算，激光剥离氧化铀的体积接近0.06mm3。由于氧化铀的密度为 10.96g/cm3，可以推断5000次辐照从核燃料表面剥离的样品数量接近688μg， 即单发测试消耗的样品量接近1.4μg，可以认为是无损或者微损探测。即使 为提高置信度对样品进行10次甄别，所耗用样品量也远低于项目要求的“最 小样品量1g”的标准。
核材料激光甄别仪的手柄可以选配60～100cm激光和等离子闪光传输管 道，也可设置为长度可变的形式以根据需求调整测量对象与作业人员之间的 距离，具体长度变化范围可以是10cm～2m。在核安保现场甄别作业时，甄别 对象与作业人员的距离可以保持在1.5米左右。单次核材料甄别作业产生的 气溶胶扩散至操作人员面部时，浓度已经降低至0.1μg/m3，现场作业人员仅 需简单防护甚至无需防护。
为确定核材料激光甄别仪的探测限，研究团队利用不同品位的铀矿石对 样机进行了定标。实验所用铀矿石源于内蒙古矿区，标称辐射值分别为139.7、 21.15和6.16nC/kg·h。铀矿上主要利用γ辐射取样测定矿石中铀的质量分数。 即利用矿石标准模型将辐射强度转换成矿石中铀的质量分数。根据我国铀矿 模型法测量的换算系数，铀含量在0.03％～1.00％范围内的铀矿石的质量分数 可以近似表述为：
W(U)＝ΔJ/30.58(nC·kg-1·h-1) (1)
式中W(U)表示矿石中铀元素的质量分数(万分之一单位)，ΔJ表示 以nC/kg·h为单位的辐射仪测量。相应的，测试所用铀矿石中铀的质量分数 分别为457PPM、69PPM和20PPM。
核材料甄别仪测试铀样品获取的谱线强度分布如图3所示。从图中可以 看出，虽然同一试样多次测试获取的U I454.37nm谱线强度散布在较大范围， 但整体而言与样品的辐射强度存在正相关关系。研究团队推断，这一现象可 能与铀元素在矿石中分布的均匀性有关。需要注意的是，辐射强度139.7 nC/kg·h的矿石样品与其他两种样品的硬度存在明显差异，激光等离子体光 谱作为半定量测量技术，不同种类样品测试结果存在较大差异也是可以理解 的。如果利用U I 454.37nm谱线进行样品的半定量分析，估计所能达到的探测限3/接近5.6nC/kg·h，相当于铀的质量分数为18PPM。
U II 591.57nm谱线的散布相对集中，谱线强度I与辐射测量值J存在某 种线性相关，可以表述为I≈9.99J+105。如前文所述，光谱仪在此波段的噪声 分布在30±38范围内，据此可以推断核材料甄别仪利用U II 591.57nm所能实 现的探测下线为:
Figure BDA0002871989510000101
根据我国铀矿模型法测量的换算系数(式1)可以推断，核材料甄别仪 对矿质中铀元素质量分数的探测下限接近15PPM。
实验例1
利用卵石，花岗岩样品和为标称辐射值为139.7nC/kg·h和6.16nC/kg·h 的铀矿样品进行了实验室应用验证。结果显示，测试所用卵石的光谱相对干 净，主要成份为钙、铝、钠元素，没有观测到铀的谱线，可以判定为非含铀 物质。花岗岩品的光谱谱线主要源于铝、铁元素，识别出可能是铀元素的谱 线仅有U 383.96nm一条，且不能排除Mg 383.83nm谱线干扰，不足以判定 铀元素的存在。
从辐射量为139.7nC/kg·h的样品可以识别出17条铀元素的谱线，尤其 是UII454.36nm和U 591.53nm谱线在±0.5nm范围内没有干扰线的存在，可 以确信该样品为含铀材料。而辐射量为6.16的矿石样品铀含量接近设备探测 下线，仅能识别出4条铀元素的谱线，即使如此，也可以判定该样品为含铀 材料的置信度较高，建议根据需要进一步查证。
由此可见，核材料激光识别仪具备了从石材样本中检出含铀矿石的能力， 可以应用于铀矿石等初级产品的现场识别。
实验例2
利用外型相近的氧化铀核燃料，金属铝块，金属铁块进行了验证测试。 测试结果显示，三种样品的激光等离子体光谱存在明显差异。金属铝样本的 光谱无法检出铀元素的特征谱线，可以放行。金属铁样品可以检出数根疑似 铀元素的特征谱线，软件给出低置信度铀元素存在的识别结果，并列出谱线 的干扰源。氧化铀核燃料在测试中识别出17条铀元素的特征谱线，尤其是U II 591.57nm等谱线的检出，可以排除其他元素的谱线造成误判，样机将测试 样本识别为含铀核材料，置信度等级为“确信”。测试结果可以证实，样机装 置可以有效地从测试样品中识别出氧化铀核燃料芯块，识别率接近100％， 实现了核材料快速识别的预设目标。
重金属铅、钨的外观于铀制品高度相似，在安检过程中容易造成误判。 对利用实验室的铅砖和钨舟进行了测试，结果证实，三种样品的等离子体光 谱存在明显区别，可以实现含核燃料的识别与分拣。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本 发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利 要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种便携式核材料甄别仪器，其特征在于，包括激光器、光谱仪和光学组件；所述激光器发射的激光通过所述光学组件聚焦到被测物体上，所述被测物体表面材料气化、电离和激发，形成发光等离子体，该发光等离子体的退激光线经所述光学组件传输至光谱仪，通过该原子光谱的波长确定被测物体的元素成分。
2.如权利要求1所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述光学组件包括聚焦/收集透镜、双向色镜、耦合透镜和反射镜；所述激光依次穿过双向色镜和聚焦/收集透镜聚焦到被测物体上；所述退激光线穿过聚焦/收集透镜后经过双向色镜和耦合透镜，经过反射镜反射后被光纤传输给光谱仪。
3.如权利要求2所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述聚焦/收集透镜、双向色镜、耦合透镜、反射镜和光纤集成设置在手柄上；所述光谱仪设置在背包中。
4.如权利要求1所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述激光器为脉冲宽度为纳秒量级的全固态激光器。
5.如权利要求1所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述光谱仪为波长覆盖200nm～700nm波段的多通道微型光谱仪。
6.如权利要求2所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述手柄的长度可变以调整作业人员与甄别对象之间的距离。
7.如权利要求1所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述聚焦/收集透镜为普通石英玻璃，其物理口径为25.4mm，焦距为75mm；
所述光纤的收集角α为26°，双色透镜的物理口径为25.4mm，有效通光口径为16mm，焦距大于35mm。
8.如权利要求1-7任一所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，通过该原子光谱的波长确定被测物体的元素成分的步骤包括：
根据所述原子光谱数据拟合连续光谱基线；
扣除该连续光谱的本底；
获取扣除本底后的连续光谱的谱线峰值；
根据该谱线峰值判断是否存在目标元素。
9.如权利要求8所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，所述根据该谱线峰值判断是否存在目标元素的方法包括：
根据所述谱线峰值检索目标元素的谱线库；
如果该谱线峰值对应的谱线对应于目标元素特征谱线且无干扰谱线，则判定目标元素的存在；
如果该谱线峰值对应的谱线对应于目标元素特征谱线但有干扰谱线，则在对应于目标元素特征谱线的数量超过设定值时判定目标元素的存在；
如果该谱线峰值没有对应的目标元素特征谱线，则判定探测对象不存在目标元素。
10.如权利要求9所述的便携式核材料甄别仪器，其特征在于，判定目标元素存在时，根据不同的判断条件对判定结果做出不同标记。
CN202011619396.XA 2020-12-30 2020-12-30 一种便携式核材料甄别仪器 Pending CN112834466A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011619396.XA CN112834466A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种便携式核材料甄别仪器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011619396.XA CN112834466A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种便携式核材料甄别仪器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112834466A true CN112834466A (zh) 2021-05-25

Family

ID=75923985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011619396.XA Pending CN112834466A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种便携式核材料甄别仪器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112834466A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010036243A1 (en) * 1998-07-06 2001-11-01 Kay Niemax Telemetering of uranium or plutonium in glass
CN103616351A (zh) * 2013-11-26 2014-03-05 中国科学院广州地球化学研究所 激光诱导击穿光谱分析仪和方法
CN103884649A (zh) * 2014-03-21 2014-06-25 大连理工大学 一种双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置及方法
CN206804510U (zh) * 2017-06-19 2017-12-26 东北林业大学 用于检测林区树叶的便携装置
CN107782718A (zh) * 2017-12-06 2018-03-09 南京先进激光技术研究院 便携式激光诱导击穿光谱分析装置
US20190271652A1 (en) * 2016-11-07 2019-09-05 Academy Of Opto-Electronics Chinese Academy Of Sciences Scanning type laser induced spectrum analysis and detection system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010036243A1 (en) * 1998-07-06 2001-11-01 Kay Niemax Telemetering of uranium or plutonium in glass
CN103616351A (zh) * 2013-11-26 2014-03-05 中国科学院广州地球化学研究所 激光诱导击穿光谱分析仪和方法
CN103884649A (zh) * 2014-03-21 2014-06-25 大连理工大学 一种双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置及方法
US20190271652A1 (en) * 2016-11-07 2019-09-05 Academy Of Opto-Electronics Chinese Academy Of Sciences Scanning type laser induced spectrum analysis and detection system
CN206804510U (zh) * 2017-06-19 2017-12-26 东北林业大学 用于检测林区树叶的便携装置
CN107782718A (zh) * 2017-12-06 2018-03-09 南京先进激光技术研究院 便携式激光诱导击穿光谱分析装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高智星 等: "利用增强激光击穿光谱探测污染空气颗粒物中的汞、钍等重金属元素", 《中国核科学技术进展报告》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120033212A1 (en) Laser induced breakdown spectroscopy instrumentation for real-time elemental analysis
US5414195A (en) System and method for on-line monitoring and control of heavy metal contamination in soil washing process
Hawkes et al. Decay time and light yield measurements for plastic scintillating fibers
Kaptanoglu et al. Cherenkov and scintillation light separation using wavelength in LAB based liquid scintillator
CN103175808A (zh) 激光诱导击穿光谱分析系统及其方法
Stellmer et al. Feasibility study of measuring the Th 229 nuclear isomer transition with U 233-doped crystals
KR101026236B1 (ko) 레이저유도 플라즈마 스펙트럼을 이용한 원자로 냉각수 누설 감지 시스템 및 방법
Lintereur et al. Neutron and gamma ray pulse shape discrimination with polyvinyltoluene
JP2003513273A (ja) レーザー生成プラズマについての光学放出分光測定による元素分析装置
Maity et al. Laser-induced breakdown spectroscopy for simultaneous determination of lighter lanthanides in actinide matrix in aqueous medium
CN112834466A (zh) 一种便携式核材料甄别仪器
CN109557575A (zh) 一种中子多重性测量装置及其使用方法
Ihantola et al. Fluorescence-assisted gamma spectrometry for surface contamination analysis
Novotny Performance of the BaF2-calorimeter TAPS
US5781602A (en) PGNAA system for non-invasively inspecting RPV weld metal in situ, to determine the presence and amount of trace embrittlement-enhancing element
EP1376109B1 (en) Material defect evaluation apparatus and method by measurements of positron lifetimes
KR101002720B1 (ko) 방사선형광체와 불활성 가스의 반응에서 발생한 빛을 이용한 사용후핵연료 결함 판별 기법
JPH08220029A (ja) 放射性汚染物質用非破壊検査装置と検査方法
Kaplan et al. Test of principle of an optical trigger for beauty
CN209879001U (zh) 一种中子多重性测量装置
US7294846B2 (en) Apparatus and a method of detecting hydrogen in an object by use of a neutron
Holmes Dual‐beam, double‐pass absorption spectroscopy of shocked materials
CA2287024C (en) Method and apparatus for spectroscopic analysis of heterogeneous materials
JP7397768B2 (ja) 放射線計測装置および放射線計測方法
Ghosh The micro-layered fast-neutron detector

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210525