氧化铈固体激光诱导击穿光谱等离子体性质研究

为探索利用激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术对核材料进行定量分析的可行性,以氧化铈代替氧化钚进行了单脉冲激光诱导击穿光谱(Single Pulse Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,SP-LIBS)技术的相关研究。利用Boltzmann曲线拟合、Stark展宽与电子密度计算等分析技术,研究了在固体形态下氧化铈的SP-LIBS等离子体的基本性质。研究结果表明:当激光能量为20 mJ时,对氧化铈固体中铈元素分析的最佳延迟时间为0.4μs。延迟时间为0.4μs时,采用Ce Ⅱ和Si Ⅱ特征谱线数据进行Boltzmann曲线拟合得出的等离子体温度分别为(6 710±805)K和(12 898±1 522)K;采用硅元素Stark展宽多峰拟合结果计算得到的电子密度为(2.88±0.57)×1018cm-3。这些研究结果表明:在该实验条件下等离子体满足局部热动力学平衡条件。