Głębokie morze jest bogate w zasoby mineralne. Poszukiwanie i rozwój zasobów morskich to gorący punkt światowych poszukiwań i rozwoju zasobów mineralnych. W eksploracji zasobów głębinowych spektroskopia przebicia indukowanego laserem (LIBS) ma tę zaletę, że polega na dużej szybkości wykrywania, braku konieczności wstępnego przetwarzania próbek, działaniu in situ w czasie rzeczywistym i może być stosowana do cieczy. Jednakże w środowisku wodnym pod wysokim ciśnieniem w głębokich oceanach sygnał widmowy jest trudniejszy do wzbudzenia, co wpływa na czułość wykrywania LIBS.
Zespół LIBS z Instytutu Automatyki Shenyang Chińskiej Akademii Nauk zaproponował metodę tworzenia środowiska gazowego w głębinowym środowisku wody pod wysokim ciśnieniem, która wzmacnia sygnały widmowe próbek stałych w głębinowej wodzie pod wysokim ciśnieniem, a poprawia skuteczność wykrywania głębinowego LIBS. Powiązane wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Study on laser induction spektroskopii rozpadu w wysokociśnieniowym środowisku gazu helowego do zastosowań w głębokich oceanach”, opublikowanym w czasopiśmie Talanta.
W środowisku wodnym pod wysokim ciśnieniem w badaniu wykorzystano sondę do transportu helu na powierzchnię próbki stałej; gaz z kolei wyrzucił wodę z powierzchni próbki, tworząc środowisko gazowe pod wysokim ciśnieniem. Badanie przeprowadzono w celu scharakteryzowania LIBS przy różnych ciśnieniach. Eksperymenty wykazały, że metoda tworzenia środowiska gazowego przez przepuszczanie helu może skutecznie wzmocnić sygnały LIBS, a efektywne dane spektralne uzyskano przy ciśnieniu 60 MPa (co odpowiada ciśnieniu 6000 m wody w głębokim morzu). Wyniki eksperymentów pokazują, że zwiększenie energii lasera i skrócenie odległości transmisji lasera w gazie pod wysokim ciśnieniem może skutecznie zwiększyć intensywność sygnału widmowego i różnią się od wniosków dotyczących środowiska zbiornika wodnego pod wysokim ciśnieniem. Powyższe badania pokazują, że metoda transformacji środowiska wodnego w środowisko gazowe może skutecznie zmniejszyć wpływ wody pod wysokim ciśnieniem na detekcję LIBS, zapewniając nowe rozwiązanie w zakresie detekcji in situ minerałów głębinowych.
Badania są wspierane przez Narodowy Program Badań i Rozwoju Chin.
Struktura sprzętu doświadczalnego do głębinowej spektroskopii przebicia indukowanego laserem (LIBS)
