钠冷快堆是我国重点发展的第四代核能系统堆型之一，对钠中杂质的准确、快速、在线分析是钠冷快堆冷却剂品质监测技术发展的重要方向。近日，中国原子能科学研究院研制出基于激光诱导击穿光谱法（LIBS）的在线监测仪原理样机，并在国际上首次基于激光诱导击穿光谱法完成液态钠中关键受控杂质微量氧和铁的定量分析。该成果在我国钠冷快堆冷却剂监测领域具有革新意义，并于国际光谱学领域权威期刊《分析原子光谱学杂志》（《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》）发表。

▲钠中杂质在线监测仪原理样机

激光诱导击穿光谱法无需对样品进行前处理，集采样和分析于一体，在钠冷快堆冷却剂监测领域具有显著优势。然而，受钠气溶胶、液态钠高化学活性等因素影响，对液态、高温钠中微量杂质进行定量分析尤为困难。针对上述难题，原子能院反应堆工程技术研究所建立了激光诱导击穿光谱法在线监测系统，创新性地采用气体定向吹扫法，消除了钠气溶胶及液体飞溅对测量的干扰；并依靠中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室平台优势，自主突破了液态钠中微量杂质标准样品制备的技术难点，在国际上率先建立起钠中受控杂质的标准曲线。

下一步，研究团队将开展工程样机研发及验证，为液态金属冷却快堆分析监测系统设计革新提供强有力支持，为一体化快堆等新型钠冷快堆设计提供技术储备。

来源：中国原子能科学研究院