探索使用LIBS方法对核燃料替代TRISO颗粒的快速元素成像

本研究中使用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术表征代用燃料颗粒上的涂层。三元结构各向同性（TRISO）颗粒是一种拟用于高温反应堆的核燃料替代物。这些颗粒由氧化锆内核（作为铀的替代物）构成，在热解碳和多孔碳缓冲层周围具有三层结构的碳化锆外涂层，以阻挡核反应过程中产生的裂变产物。这些微粒被嵌入石墨压块中，并置于反应堆堆芯内。简而言之，由于其坚固的特性，对这些粒子进行元素分析是一项挑战。本文中将介绍使用LIBS对这些微粒的元素成分进行表征的方法，重点是快速绘制元素图谱和深度剖析。与传统的元素分析技术（如基于电感耦合等离子体的方法）不同，LIBS的优势在于可以直接分析样品表面，并能检测C和O等轻元素，是分析小型多层颗粒的可行技术，在生产颗粒过程中需要保证空间元素信息。在本文介绍的研究工作中，LIBS成功地用于辨别小层（30-50 μm），检测碳层和氧层的位置，提供快速的二维绘图（每个颗粒小于 5分钟）和快速的深度剖析（每个颗粒10秒）。 ✮✮✮✮✮✮✮✮ 凯来谱实验室提供该方法开发和测试服务 ✮✮✮✮✮✮✮✮