Analytical Science and Technology (분석과학)

The Korean Society of Analytical Sciences (한국분석과학회)
권호 표지

Qualitative Analysis of the Component Materials of Nuclear Power Plant Using Time-Resolved Laser Induced Breakdown Spectroscopy

시간분해 레이저 유도 파열 분광분석에 의한 원자력발전소 계통재질의 성분 정성분석

  • Chung, Kun-Ho (Nuclear Environment Research Division, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Cho, Yeong-Hyun (Nuclear Environment Research Division, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Lee, Wanno (Nuclear Environment Research Division, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Choi, Geun-Sik (Nuclear Environment Research Division, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Lee, Chang-Woo (Nuclear Environment Research Division, Korea Atomic Energy Research Institute)
  • 정근호 (한국원자력연구소 원자력환경연구부) ;
  • 조영현 (한국원자력연구소 원자력환경연구부) ;
  • 이완로 (한국원자력연구소 원자력환경연구부) ;
  • 최근식 (한국원자력연구소 원자력환경연구부) ;
  • 이창우 (한국원자력연구소 원자력환경연구부)
  • Received : 2004.07.02
  • Accepted : 2004.09.09
  • Published : 2004.10.25
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Abstract

Time-resolved laser induced breakdown spectroscopy (TRELIBS) has been developed and applied to the qualitative analysis of the component materials of nuclear power plant. The alloy samples used in this work were carbon steels (A106 Gr. B; A336 P11; A335 P22), stainless steels (type 304; type 316) and inconel alloys (Inconel 600; Inconel 690; Inconel 800). Carbon steels can be individually distinguished by the intensity ratio of chromium to iron and molybdenum to iron emission lines observed at the wavelength raging from 485 to 575 nm. Type 316 stainless steel can be easily differentiated from type 304 by identification of the molybdenum emission lines at an emission wavelength ranging from 485 to 575 nm: type 304 does not give any molybdenum emission lines, but type 316 does. The inconel alloys can be individually distinguished by the intensity ratio of Cr/Fe and Ni/Fe emission lines at the wavelength raging from 420 to 510 nm. TRELIBS has been proved to be a powerful analytical technique for direct analysis of alloys due to its non-destructivity and simplicity.

시간분해 레이저 유도 파열 분광분석 (TRELIBS) 시스템을 구성하여 원자력발전소 계통재질의 성분을 정성 분석하는 데 응용하였다. 본 연구에서는 탄소강 (A106 Gr. B, A336 P11, A335 P22), 스텐인레스강 (type 304, type 316) 및 인코넬 계열 합금(인코넬 600, 인코넬 690, 인코넬 800) 시료를 사용하였다. 탄소강의 종류는 485~575 nm 파장영역에서 나타난 Cr/Fe과 Mo/Fe의 TRELIBS 피크 비에 의해서 서로 구분 가능하였다. type 304와 type 316 스텐인레스강은 485~575 nm 파장영역에서 나타나는 Mo의 TRELIBS 피크 존재 여부에 의해서 쉽게 구분 가능하였다: type 304는 어떤 Mo의 피크도 나타내지 않지만, type 316은 Mo의 피크를 보여준다. 인코넬 계열 합금강 종류는 420~510 nm 파장영역에서 나타난 Cr/Fe과 Ni/Fe의 TRELIBS 피크비에 의해서 서로 구분 가능하였다. TRELIBS는 시료의 전처리 없이 빠르고 쉽게 합금을 분석할 수 있는 효과적인 분석 기술임이 입증되었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 과학기술부

References

  1. T. L. Thiem, Y.-L. Lee and J. Senddon, Microchem. J., 45, 1-35(1992).
  2. D.A. Cremers and L.J. Radziemski, Anal. Chem., 55, 1252-1256(1983).
  3. L. Dudragne, Ph. Adam and J. Amouroux, Appl. Spectrosc., 52, 1321-1327(1998).
  4. M. Hanafi, M.M. Omar and Y.E.E-D. Gamal, Radiation Phys. Chem., 57, 11-20(2000).
  5. L. J. Radziemski, T. R. Loree, D. A. Cremers and N. M. Hoffman, Anal. Chem., 55, 1246-1252(1983).
  6. I. Schechter, Anal. Sci. Technol., 8, 779～786(1995).
  7. D. W. Hahn and M. M. Lunden, Aerosol Sci. Technol., 33, 30-48(2000).
  8. M. Martin and M.-D. Cheng, Appl. Spectrosc., 54, 1279-1285(2000).
  9. D. A. Cremers, L. J. Radziemski and T. R. Loree, Appl. Spectrosc., 38, 721-729(1984).
  10. A. E. Pichahchy, D. A. Cremers and M. J. Ferris, Spectrochim. Acta B, 52, 25-39(1997).
  11. Y.-I. Lee, S. P. Sawan, T. L. Thiem, Y.-Y. Teng and J. Sneddon, Appl. Spectrosc., 46, 436-441(1992).
  12. T. L. Thiem, R. H. Salter, J. A. Gardner, Y.-I. Lee and J. Sneddon, Appl. Spectrosc., 48, 58-64(1992).
  13. R. Wisbrun, I. Schechter, H. Schoeder and K. L. Kompa, Anal. Chem., 66, 2964-2975(1994).
  14. T. L. Thiem, R. H. Salter, J. A. Gardner, Y. I. Lee and J. Sneddon, Appl. Spectrosc., 48, 58-64(1994).
  15. D. R. Anderson, C. W. McLeod, T. English and A. T. Smith, Appl. Spectrosc., 49, 691-701(1995).
  16. W. E. Ernst, D. F. Farson and D. J. Sames, Appl. Spectrosc., 50, 306-309 (1996).
  17. C. M. Davis, H. H. Telle and A.W. Williams, Fresenius J. Anal. Chem., 355, 895-899(1996).
  18. K. Song, H. Cha, J. Lee, J.-S. Choi and Y.-I. Lee, J. Korean Phys. Sco., 30, 463-468(1997).
  19. D. E. Kim, K. J. Yoo, H. K. Park, K. J. Oh and D. W. Kim, Appl. Spectrosc., 51, 22-29(1997).
  20. A. I. Whitehouse, J. Young, I. M. Botheroyd, S. Lawson, C. P. Evans and J. Wriht, Spectrochim. Acta B, 56, 821-830(2001).
  21. D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem., 27, 257-290(1997).
  22. I. Schechter, Rev. Anal. Chem., 16, 173-298(1997).
  23. J. Sneddon and Y.-I. Lee, Anal. Lett., 32, 2143-2162(1999).
  24. K. Song, Y.-I. Lee and J. Sneddon, Appl. Spectrosc. Rev., 37, 89-117(2002).