Análisis de elementos de tierras raras en uranio mediante espectroscopia de descomposición inducida por láser portátil

Últimas noticias: puede analizar las concentraciones de metales de tierras raras (REE) con el LIBS portátil SciAps Z-300.

En una publicación recién publicada en Espectroscopia aplicada, el autor Ben Manard y sus colegas del Laboratorio Nacional de Los Álamos utilizan el LIBS portátil SciAps Z-300 para cuantificar los niveles de elementos de tierras raras en una matriz de óxido de uranio. El personal de Los Álamos necesita un método para realizar un análisis químico rápido en una instalación nuclear. En este ejemplo, el análisis se realizó para europio (Eu), neodimio (Nd) e iterbio (Yb) tanto en una matriz de óxido de uranio como de vidrio. Los límites de detección de estos elementos en la matriz de uranio fueron de 130 ppm, 200 ppm y 320 ppm respectivamente para Yb, Eu y Nd.

Análisis de elementos de tierras raras en uranio mediante espectroscopia de descomposición inducida por láser portátil (HH LIBS)Benjamin T. Manard, E. Miller Wylie y Stephen P. Willson Espectroscopia aplicada

Publicado por primera vez May 22, 2018

Resumen Se evaluó un instrumento portátil portátil de espectroscopia de descomposición inducida por láser (HH LIBS) como método rápido para analizar cualitativamente elementos de tierras raras en una matriz de óxido de uranio. Esta investigación está motivada por la necesidad de desarrollar un método para realizar un análisis químico rápido en línea en una instalación nuclear, particularmente para proporcionar un análisis rápido de primer paso para determinar si se justifican acciones o mediciones adicionales. Esto dará como resultado la minimización de la manipulación y el transporte de materiales radiológicos y nucleares y la posterior exposición a los peligros asociados. En este trabajo, los elementos de tierras raras (Eu, Nd e Yb) se agregaron cuantitativamente a un polvo de óxido de uranio y se analizaron con la instrumentación HH LIBS. Este método demuestra la capacidad de identificar rápidamente los constituyentes elementales en niveles inferiores al porcentaje en una matriz de uranio. Los límites preliminares de detección (LOD) se determinaron con valores del orden de centésimas de porcentaje. La validez de esta metodología se exploró mediante el empleo de materiales de referencia estándar (SRM) 610 y 612 (elementos traza en vidrio) del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). Se determinó que el método HH LIBS podía discernir claramente los elementos de tierras raras de interés en las matrices de vidrio o uranio.

PALABRAS CLAVE Espectroscopia de descomposición inducida por láser, LIBS, portátil, HH, análisis de uranio, materiales nucleares

Acceder al artículo completo:http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0003702818775431?journalCode=aspc

Acerca de la espectroscopia aplicada: Espectroscopia aplicada es una de las revistas de espectroscopia líderes en el mundo, que publica artículos revisados ​​por pares de alta calidad, tanto fundamentales como aplicados, que cubren todos los aspectos de la espectroscopia. Establecida en 1951, la revista es propiedad de la Sociedad de Espectroscopia Aplicada y se publica mensualmente. La revista está dedicada a cumplir la misión de la Sociedad de "... promover y difundir el conocimiento y la información sobre el arte y la ciencia de la espectroscopia y otras ciencias afines".

¿Por qué LIBS para REE?

La otra técnica de análisis portátil establecida es la fluorescencia de rayos X portátil (pXRF). Sin embargo, los elementos de tierras raras son un desafío particular para pXRF. Las líneas de emisión de la capa K para los elementos de tierras raras varían desde 40 keV bajos hasta 50 keV bajos, lo que significa que las energías de excitación para estos elementos deben ser preferiblemente superiores a 60 keV. De hecho, Yb requeriría una fuente de rayos X a 70 keV o más. Los requisitos de blindaje y alto voltaje limitarían en gran medida la portabilidad de dicho sistema. Las líneas de emisión L-shell para REE tampoco son una opción. Mientras están en el rango de 5-10 keV, sufren múltiples interferencias de elementos comunes, incluidos Fe, Cu, Zn y otros. Por estas razones, LIBS portátil es una opción viable.

¿Tienes una aplicación?

Podemos analizar muestras en nuestro laboratorio de materiales o visitarlo con un analizador para un breve estudio de factibilidad.

Echa un vistazo a nuestro Programa de Avance Académico LIBS

Con frecuencia, prestamos unidades HH LIBS durante unas pocas semanas o un mes a investigadores académicos, para que puedan realizar un estudio o análisis de campo. LIBS es a menudo una técnica preferida, especialmente para los estudiantes, ya que los operadores no tienen que lidiar con las complejidades regulatorias de los analizadores de fluorescencia de rayos X. Además, el Z-300 medirá todos los elementos de la tabla periódica, ¡sí, incluso el hidrógeno! Y nuestro software Profile Builder que lo acompaña brinda a los operadores total libertad para modificar los parámetros del láser y del espectrómetro y generar sus propias calibraciones. No está limitado a calibraciones impuestas de fábrica o técnicas de variantes múltiples inalterables.

¿Cómo funciona?

Fácil. Contáctenos (ventas@sciaps.com) con una breve descripción de lo que desea medir. Le pediremos que se registre y publique una breve descripción en nuestra página web de la Comunidad Académica. A medida que avanza su trabajo, agradeceríamos actualizaciones continuas cuando sea posible. No te preocupes, entendemos que no puedes comprometer una publicación futura. Le entregaremos el analizador, lo capacitaremos en un horario programado regularmente (a menudo a través de GoTo Meeting o Skype, pero también funciona en persona). El objetivo es crear conciencia sobre el asombroso mundo de las aplicaciones disponibles para LIBS portátiles. Tenga en cuenta que en este momento debemos limitar el programa de préstamos a investigadores que trabajan en instituciones estadounidenses y canadienses. Sin embargo, los investigadores de estos países pueden viajar por todo el mundo con el analizador.