样品温度对钼钨合金激光诱导击穿光谱的影响

摘要： 评估了激光诱导击穿光谱（LIBS）在高温条件下对核材料进行原位元素分析的分析能力。选用经认证的钼钨合金（钼70 wt.%和钨30 wt.%）作为托卡马克装置中面向等离子体部件（PFCs）沉积高Z杂质的替代材料。采用纳秒红外（1064 nm）激光脉冲研究了样品温度（Ts）对激光诱导钼钨等离子体光学发射的影响。LIBS实验在20至410℃的宽温度范围内进行。针对不同温度条件下的烧蚀坑进行了表面形貌和深度剖析。研究发现信号发射强度与Ts存在显著相关性，Ts升高会导致谱线发射增强。在激光烧蚀过程中，烧蚀速率、等离子体温度和电子密度随Ts显著增加。此外，合金表面一旦发生氧化，其反射率会急剧下降。表面反射率的降低使更多激光能量耦合到靶材，从而产生更强的LIBS信号。这些结果将有助于提升托卡马克装置中高Z杂质的LIBS定量分析水平。