Abstract
Hydrogen is in the world limelight for future energy source, and it has been already used in various industry fields including aerospace. The extremely fine molecule of the hydrogen can be easily leaked from tiny size of the crack on the surface of transporting pipes or storage tanks, and it could bring on awfully terrible disaster. In this study, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) was employed to develope a reliable detection scheme for a small quantity of hydrogen leakage. Effect of three different metal substrates (i.e. Al, Cu, SUS) on plasma generation and the intensity of the hydrogen atomic signal was investigated, and the surface damage of the substrates due to repetitive laser shots was observed using Scanning electron microscope. It was also evaluated how the surface damage could distort the atomic signal. The intensity of the atomic signal was found to be the strongest, and the signal distortion due to the surface damage was approximately $100W/m^2$ lower when Al was used for the substrate.
수소는 미래 에너지원 중 하나로서, 이미 여러 산업분야와 항공우주 분야에서 널리 사용되고 있다. 수소는 작은 분자크기로 인해 수송관이나 저장탱크의 작은 금으로부터 쉽게 가스 누설이 일어난다. 본 연구에서는 소량의 수소 누설을 측정하기 위한 탐지 기술을 개발하기 위하여 레이저 유도 플라스마 분광법을 이용하였다. Al, Cu, SUS등 세 가지의 금속을 가지고, 각 금속이 플라스마 발생 및 signal에 미치는 영향과 반복적인 레이저 조사로 인한 표면의 손상을 표면전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 표면 손상이 signal에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과 Al을 이용한 경우 signal의 세기가 다른 두 금속에 비해 좋으며, 표면 손상으로 인한 signal의 영향 또한 다른 금속에 비해 Al을 사용 시 원자광의 변화가 약 $100W/m^2$ 적은 것으로 관찰되었다.
