深海礦產(chan) 資源豐(feng) 富。海洋資源的探測開發是世界礦產(chan) 資源勘察開發的熱點。在深海資源探測方麵,激光誘導擊穿光譜技術(LIBS)具有檢測速度快、無需對樣品進行預處理、實時原位、可應用於(yu) 液體(ti) 中等優(you) 點。然而,在深海高壓水環境下,光譜信號較難被激發,LIBS探測的靈敏度受到影響。
中國科學院沈陽自動化研究所LIBS團隊提出了在深海高壓水環境下營造氣體(ti) 環境的方法,增強了深海高壓水體(ti) 中固體(ti) 樣品的光譜信號,提升了LIBS深海探測效果。相關(guan) 研究成果以Study on laser-induced breakdown spectroscopy in high-pressure helium gas environment for deep ocean applications為(wei) 題,發表在Talanta上。
在高壓水環境下,該研究利用探針將氦氣傳(chuan) 輸至固體(ti) 樣品表麵;進而氣體(ti) 將樣品表麵的水體(ti) 排出,形成高壓氣體(ti) 環境。研究分別在不同壓力下開展了LIBS特性研究。實驗證明,通入氦氣營造氣體(ti) 環境的方法可有效增強LIBS信號,並在60MPa(對應深海6000m水體(ti) 壓力)下獲得了有效的光譜數據。實驗結果顯示,提高激光能量和縮短激光在高壓氣體(ti) 中的傳(chuan) 輸距離可以有效提高光譜信號強度,且與(yu) 高壓水體(ti) 環境中的結論不同。上述研究表明將水體(ti) 環境變換為(wei) 氣體(ti) 環境的方法可以有效降低高壓水體(ti) 對LIBS探測的影響,為(wei) 深海礦物原位探測提供了新的解決(jue) 方案。
研究工作得到國家重點研發計劃的支持。
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