对核设施液体工质中的关键元素进行在线监控，是确保核设施安全稳定运行的重要工作。近日，中国原子能科学研究院在涉核液体监测技术研究中取得突破，成功解决反应堆冷却剂中痕量锂元素的直接测量难题。该研究以压水堆一回路水中痕量元素的在线监测为应用背景，通过优化射流速度，提升激光诱导等离子体光谱技术(LIPS)探测性能。经验证，该方法可有效改善激光与液体的作用效果，大幅提升检测信号强度与稳定性，不仅使锂元素检测灵敏度实现数倍提升，同时对钠、锌等金属元素均有显著的信号增强效果，展现出较强的技术通用性和广阔的核工程应用前景。
长期以来，激光诱导等离子体光谱技术因快速、便捷的特性，在涉核液体元素在线监测领域极具应用前景。但受激光与液体作用过程中液体飞溅、表面波动、等离子体淬灭等因素制约，激光诱导等离子体光谱技术的检测灵敏度难以满足涉核液体痕量元素在线监测的关键需求。
液膜流速对激光诱导等离子体(a)寿命、(b)电子密度和(c)激发温度的影响
针对这一痛点，原子能院核物理研究所、反应堆工程技术研究所联合研究团队利用等离子体光谱和光学影像手段，系统开展了液膜流速对液面稳定性、激光等离子体参量影响的研究，揭示了流速与等离子体光谱信号强度的相关性。研究成果发表在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》)，论文第一作者为原子能院核物理研究所硕士研究生田雨薇，通讯作者为核物理研究所高智星研究员和王远航副研究员。
研究成果发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》，并入选2026年第3期后封面
该研究工作得到国家自然科学基金青年基金、原子能院青年英才培育基金等项目支持，为优化LIPS液体元素在线监测技术提供了全新视角和思路，对拓展激光光谱技术在核反应堆回路水检测、核化工溶液成分监控、湿法后处理工艺介质及液态流出物成分监测等领域的应用具有重要意义。
