Technikai és analitikai kihívások
A drónalapú lézerindukált lebontási spektroszkópiai mérések biztonsági alkalmazásokhoz kapcsolódó technikai és analitikai kihívásai
Attila Nagy1, Attila Csonka2, Miklós Veres3, Gábor Galbács4*,
1Rotors & Cams Ltd., 45/B Building R Újszász street, 1165 Budapest, Hungary
2Solver Unio Ltd, 34/A Angol street, 1149 Budapest, Hungary,
3Institute for Solid State Physics and Optics, HUN-REN Wigner Research Centre for Physics, Konkoly-Thege Miklós way 29-33, 1121 Budapest, Hungary
4Department of Molecular and Analytical Chemistry, University of Szeged,
Dóm square 7-8, 6720 Szeged, Hungary
e-mail: Attila.csonka@solvergroup.hu
Bevezetés
A lézerindukált lebontási spektroszkópia (LIBS) egy sokoldalú analitikai lézeres spektroszkópiai módszer, amely fókuszált lézersugár segítségével mikroplazmát hoz létre a céltárgy felületén (vagy belsejében), majd a plazma által kibocsátott fény vizsgálatával tárja fel a céltárgy (minta) kémiai összetételét. A műszer viszonylag kompakt és robusztus kialakítású lehet, tekintve, hogy fő komponensei néhány optikai elem (fókuszáló és fénygyűjtő optika), egy impulzusüzemű, nagy intenzitású lézerforrás, egy spektrométer, valamint néhány szinkronizáló elektronika.
Analitikai szempontból a LIBS egyedülállóan előnyös tulajdonságokkal bír, amelyek számos módon hasznosíthatók ipari, biztonsági vagy tudományos alkalmazásokban [1, 2]. Ezek közül a nyomelem-érzékenység, a rendkívül rövid mérési idő, a begyűjtött adatkészlet magas információtartalma, valamint a terepi vagy távolsági (stand-off) mérési képesség különösen fontosak a biztonságtechnikai alkalmazások szempontjából. A tudományos szakirodalomban számos sikeres analitikai demonstrációt leírtak már, például robbanóanyagok [3], biológiai aeroszolok [4] vagy nukleáris anyagok [5] távolsági detektálását.
Az ultrakompakt, pilóta nélküli légi járművek (UAV-ok, közismert nevükön drónok) gyors fejlődésével párhuzamosan a lézeres spektroszkópia kutatói elkezdték vizsgálni a drónalapú, kompakt LIBS‑eszközök megépítésének és alkalmazásának lehetőségét [6], amely a biztonságtechnikai felhasználásban maximális rugalmasságot biztosíthatna. Az NKFIH (Magyarország) által finanszírozott, kísérleti kutatási projektjeink, amelyek célja a LIBS spektroszkópia potenciáljának bemutatása kémiai, biológiai, radiológiai és nukleáris (CBRN) biztonsági alkalmazásokban, szintén ezen erőfeszítések körébe tartoznak.
A jelen tanulmány a műszer megvalósításához kapcsolódó kihívásokat mutatja be, és ismerteti az egyes alkalmazásokhoz kötődő előzetes eredményeinket.
A teljes cikket itt olvashatja:
