Análise de elementos de terras raras em urânio usando espectroscopia de decomposição induzida por laser portátil

Notícias de última hora: você pode analisar concentrações de metais de terras raras (REEs) com o LIBS portátil SciAps Z-300.

Em uma publicação recém-lançada em Espectroscopia Aplicada, o autor Ben Manard e seus colegas do Laboratório Nacional de Los Alamos usam o LIBS portátil SciAps Z-300 para quantificar os níveis de elementos de terras raras em uma matriz de óxido de urânio. O pessoal de Los Alamos precisa de um método para realizar análises químicas rápidas em uma instalação nuclear. Neste exemplo, a análise foi realizada para európio (Eu), neodímio (Nd) e itérbio (Yb) tanto em óxido de urânio quanto em matriz de vidro. Os limites de detecção destes elementos na matriz de urânio foram 130 ppm, 200 ppm e 320 ppm respectivamente para Yb, Eu e Nd.

Análise de elementos de terras raras em urânio usando espectroscopia portátil de decomposição induzida por laser (HH LIBS)Benjamin T. Manard, E. Miller Wylie e Stephen P. Willson Espectroscopia Aplicada

Publicado pela primeira vez 22 de maio de 2018

‍Sumário Um instrumento portátil de espectroscopia de ruptura induzida por laser (HH LIBS) foi avaliado como um método rápido para analisar qualitativamente elementos de terras raras em uma matriz de óxido de urânio. Esta pesquisa é motivada pela necessidade de desenvolvimento de um método para realizar análises químicas rápidas e em linha em uma instalação nuclear, particularmente para fornecer uma análise rápida de primeira passagem para determinar se ações ou medições adicionais são necessárias. Isto resultará na minimização do manuseamento e transporte de materiais radiológicos e nucleares e na subsequente exposição aos perigos associados. Neste trabalho, elementos de terras raras (Eu, Nd e Yb) foram quantitativamente adicionados a um pó de óxido de urânio e analisados ​​pela instrumentação HH LIBS. Este método demonstra a capacidade de identificar rapidamente constituintes elementares em níveis subpercentuais em uma matriz de urânio. Os limites preliminares de detecção (LODs) foram determinados com valores da ordem de centésimos de percentual. A validade desta metodologia foi explorada empregando materiais de referência padrão (SRM) 610 e 612 (oligoelementos em vidro) do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). Foi determinado que o método HH LIBS foi capaz de discernir claramente os elementos de terras raras de interesse nas matrizes de vidro ou urânio.

‍Palavras-chave Espectroscopia de decomposição induzida por laser, LIBS, portátil, HH, análise de urânio, materiais nucleares

‍Acesse o artigo completo:http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0003702818775431?journalCode=aspc

Sobre espectroscopia aplicada: Espectroscopia Aplicada é uma das principais revistas de espectroscopia do mundo, publicando artigos revisados ​​por pares de alta qualidade, tanto fundamentais quanto aplicados, cobrindo todos os aspectos da espectroscopia. Fundada em 1951, a revista é propriedade da Society for Applied Spectroscopia e é publicada mensalmente. A revista dedica-se a cumprir a missão da Sociedade de “…avançar e disseminar conhecimento e informações relativas à arte e ciência da espectroscopia e outras ciências afins”.

Por que LIBS para REEs?

A outra técnica de análise portátil estabelecida é a fluorescência de raios X portátil (pXRF). No entanto, os elementos de terras raras são um desafio particular para o XRF portátil. As linhas de emissão K-shell para os elementos de terras raras variam de 40 keV baixos a 50 keV baixos, o que significa que as energias de excitação para esses elementos devem ser superiores a 60 keV, preferencialmente. Na verdade, Yb exigiria uma fonte de raios X de 70 keV ou superior. Os requisitos de blindagem e alta tensão limitariam bastante a portabilidade de tal sistema. As linhas de emissão L-shell para REE também não são uma opção. Embora estejam na faixa de 5 a 10 keV, eles sofrem múltiplas interferências de elementos comuns, incluindo Fe, Cu, Zn e outros. Por estas razões, o LIBS portátil é uma opção viável.

Tem um aplicativo?

Podemos executar amostras em nosso laboratório de materiais ou visitá-lo com um analisador para um breve estudo de viabilidade.

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Confira nosso Programa de Avanço Academic LIBS

Freqüentemente emprestamos unidades HH LIBS por algumas semanas ou um mês para pesquisadores acadêmicos, para que possam realizar um estudo ou análise de campo. LIBS é frequentemente uma técnica preferida, especialmente para estudantes, uma vez que os operadores não precisam lidar com as complexidades regulatórias dos analisadores de fluorescência de raios X. Além disso, o Z-300 medirá todos os elementos da tabela periódica – sim, até mesmo o hidrogênio! E nosso software Profile Builder que acompanha oferece aos operadores total liberdade para modificar os parâmetros do laser e do espectrômetro e gerar suas próprias calibrações. Você não está limitado a calibrações impostas de fábrica ou técnicas multivariadas imutáveis.

Como funciona?

Fácil. Contate-nos (vendas@sciaps.com) com uma breve descrição do que você deseja medir. Pediremos que você se registre e publique uma breve descrição na página da nossa Comunidade Acadêmica. À medida que seu trabalho avança, agradecemos atualizações contínuas quando isso for possível. Não se preocupe, entendemos que você não pode comprometer uma publicação futura. Forneceremos o analisador e treinaremos você em um horário agendado regularmente (geralmente via GoTo Meeting ou Skype, mas pessoalmente também funciona). O objetivo é aumentar a conscientização sobre o incrível mundo de aplicativos disponíveis para LIBS portáteis. Observe que, neste momento, devemos limitar o programa de empréstimo a pesquisadores que trabalham em instituições dos EUA e do Canadá. Porém, pesquisadores desses países podem viajar pelo mundo com o analisador.

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