溶けた塩系をレーザー誘導分解スペクトロスコーピでリアルタイムで測定する
Hunter B Andrews1, Zechariah B Kitzhaber1, Daniel Orea2
1Radioisotope Science and Technology Division, Oak Ridge National Laboratory, 1 Bethel Valley Road, Oak Ridge, Tennessee 37830, United States.
レーザー誘発分解スペクトロシー (LIBS) は,溶けた塩の元素組成と水素同位体のリアルタイム監視を可能にします. 溶けた塩の原子炉の操作と 化学的相互作用について 重要な洞察を与えてくれます
科学分野:
- 核工学
- 分析化学
- 材料科学
背景:
- 溶融塩炉 (MSR) は,溶融塩を作業液として使用し,流体の複雑で移動性があり,腐食性があるため,ユニークな分析課題を提示します.
- 元素組成と同位体種のリアルタイムモニタリングは,MSRの安全で効率的な操作を確保するために不可欠です.
研究 の 目的:
- 溶けた塩システムのリアルタイムな元素および同位体分析のためのレーザー誘導分解スペクトロスコーピーの適用を実証する.
- 溶けた塩の環境内の塩ガス相互作用と化学反応を理解するLIBSの能力を調査する.
主な方法:
- モジュール式レーザー誘発分解スペクトロスコーピー (LIBS) システムは,NaNO3-KNO3エウテクティック塩の元素組成と水素同位体のシフトを監視するために使用されました.
- 溶けた塩はプロチウムとデュテリウムガスで飽和し,流出エロゾールストリームは,同時多スペクトロメーター検出を備えたLIBSを使用して分析された.
- LIBSは,包括的な分析のために高解像度の同位体シフトデータと広範な元素のカバーを提供した.
主要な成果:
- LIBSは,溶けた塩のエアロゾール内の水素同位体シフト (プロチウムとデュテリウム) をリアルタイムで成功裏に監視しました.
- この技術により,水素と酸素などの元素を同時に監視し,水蒸気形成などの化学反応を推論することができました.
- 結果は,拡散過程を含む塩ガス化学的および物理的な相互作用を明らかにするLIBSの能力を示した.
結論:
- レーザー誘発分解光学は,複雑な溶融塩環境における元素組成と同位体のリアルタイムモニタリングのための強力な分析ツールです.
- LIBSは,溶塩炉のような高度な原子炉コンセプトの運用安全性と理解を向上させるための大きな可能性を秘めています.
- この研究は,溶融塩システム内の化学反応と物理的な相互作用のインシット分析のためのLIBSの汎用性を強調しています.
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