Морські глибини багаті мінеральними ресурсами. Розвідка та розробка морських ресурсів є гарячою точкою розвідки та розробки мінеральних ресурсів у світі. При дослідженні глибоководних ресурсів лазерно-індукована спектроскопія пробою (LIBS) має такі переваги, як висока швидкість виявлення, відсутність необхідності попередньої обробки зразків, реальний час на місці та може застосовуватися до рідин. Однак у водному середовищі високого тиску глибоководного океану спектральний сигнал важче збуджувати, і це впливає на чутливість виявлення LIBS.
Команда LIBS Шеньянського інституту автоматизації Академії наук Китаю запропонувала метод створення газового середовища в глибоководному водному середовищі високого тиску, який покращує спектральні сигнали твердих зразків у глибоководній воді високого тиску, і покращує ефект глибоководного виявлення LIBS. Відповідні результати дослідження були опубліковані як «Дослідження лазерно-індукованої спектроскопії пробою в середовищі газу високого тиску гелію для застосування в глибинах океану», опубліковане в Talanta.
У водному середовищі під високим тиском у дослідженні використовувався зонд для транспортування газоподібного гелію на поверхню твердого зразка; газ, у свою чергу, виштовхував воду з поверхні зразка, створюючи газове середовище під високим тиском. Дослідження було проведено для характеристики LIBS при різних тисках. Експерименти довели, що метод створення газового середовища шляхом пропускання гелію може ефективно посилити сигнали LIBS, а ефективні спектральні дані були отримані при 60 МПа (що відповідає тиску 6000 м води в морській глибині). Експериментальні результати показують, що збільшення енергії лазера та скорочення відстані передачі лазера в газі під високим тиском можуть ефективно підвищити інтенсивність спектрального сигналу та відрізняються від висновків у середовищі водойми під високим тиском. Наведене вище дослідження демонструє, що метод перетворення водного середовища в газове може ефективно зменшити вплив води під високим тиском на виявлення LIBS, забезпечуючи нове рішення для виявлення глибоководних мінералів на місці.
Дослідження підтримано Національною ключовою програмою досліджень і розвитку Китаю.
Структура експериментального обладнання для глибоководної спектроскопії лазерного пробою (LIBS)
