激光烧蚀-吸收光谱测量铀同位素比实验研究

铀同位素比(~(235)U/~(238)U)高精度测量在核能安全领域具有重要的研究意义和应用价值,本文基于高灵敏度可调谐吸收光谱技术,结合脉冲激光烧蚀产生等离子体的样品处理方式,实现了固体材料中~(235)U和~(238)U铀同位素比的高精度测量.实验测量选择l=394.4884 nm/394.4930 nm (vacuum)作为~(235)U/~(238)U分析线,详细研究了缓冲气体及其压力对激光烧蚀等离子体中铀原子存在时间的影响.结果表明氦气作为缓冲气体更有利于铀原子吸收光谱测量.实验获得了测量铀原子吸收光谱的最佳测量条件,并测量了~(235)U含量分别为4.95%, 4.10%, 3.00%, 1.10%和0.25%的五种样品,获得了~(235)U和~(238)U的高分辨率吸收光谱信号.不同含量样品吸收光谱测量与统计分析表明, ~(235)U吸收信号的线性度良好,拟合相关系数为0.989,检测限为0.033%(3s),吸收光谱测量重现性优于固定波长法.激光烧蚀结合可调谐吸收光谱技术适用于铀同位素比测量分析,在核燃料的同位素快速分析方面有很大的应用潜力.