近日，原子能院核物理研究所激光光谱研究团队与兰州大学合作，以含锶气溶胶为研究对象，突破了痕量元素的激光等离子体光谱直接探测技术，实现了每立方米空气纳克量级的重金属元素探测。该工作为大气污染物和工业排放成份连续监测、核设施安全预警提供了新途径，也为进一步开展气态涉核物质的元素/核素探测技术和装备的研发奠定了基础。
该研究成果在国际著名光谱学权威期刊《原子光谱学（Spectrochimica Acta Part B）》上发表，期刊影响因子为3.2，论文的第一作者为物理所研究实习员何洪钰，通讯作者为物理所研究员高智星。
在核科学研究中，铀和锶是极为重要的元素，铀是核燃料的主要成份，而锶同位素是铀裂变的重要产物。二者在空气中的含量极低，处于痕量或超痕量水平，是大气污染防治及核安全长期关注的对象，因此气溶胶中的铀、锶等痕量/超痕量重金属成份的直接快速探测，成为业内普遍关心的重要问题。
气溶胶痕量元素激光等离子体光谱在线监测装置示意
研究中，项目团队突破关键技术，建立了一套直接开展气溶胶颗粒物成份探测的增强型激光等离子体光谱装置；独立发展出条件分析滤波法，解决了利用激光诱导等离子体光谱对气溶胶中超痕量元素直接实时探测的技术难题，对锶元素的探测灵敏度达到1.8ng/m³（纳克/立方米），响应时间仅为10分钟，与原先国内水平相比提升6个数量级，与国际水平相比提升2到3个数量级。
该研究工作是我国利用激光光谱技术在开展核设施流出物成份监测的重要尝试，得到了基础性科研院所稳定性支持项目的经费支持。
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文丨高智星
责编、制作丨陈琬
责校丨李文琪
