القياس الطيفي للتكسير المستحث بالليزر

القياس الطيفي للتكسير المستحث بالليزر (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) هو أحد أنواع مطيافية الانبعاث الذري، بحيث في هذا المطياف يتم استخدام نبضة من الليزر التي تقوم بامتصاص الطاقة من خلال الالكترونات داخل ذرات العينة وامتصاصها، بحيث تكون عالية في الطاقة وتعد مصدر للتهيج  والاثارة، في هذه التقنية يتم فيها استخدام الليزر الذي ينتج البلازما وهذه المادة من البلازما تعمل على تكسير العينات وتفتيتها وبعدها تعمل على إثارتها، ينتج البلازما في البداية عند يكون يوجد حد مناسب من الليزر للانهيار.

ماهية القياس الطيفي للتكسير المستحث بالليزر

القياس الطيفي للتكسير المستحث بالليزر (LIBS) هي طريقة في التحليل الكمي أو التحليل النوعي في تحليل عينة معينة من أي عنصر معين، بحيث يتم تعريض العينة لشعاع ليزر ميزته قوي جداً، بعدها يؤدي إلى تكوين سحابة البلازما وهي حالة مميزة تكون عبارة عن غاز من صفته بأنهُ متأين.

كما تكون الإلكترونات فيه حرة وغير مرتبطة بذرة أو جزيء، حيث إن القياس الطيفي (LIBS) يتم بطريقة سهلة بواسطة تركيز نبضة ليزر تكون ذات عالية الطاقة على سطح مادة طبيعتها الفيزيائية صلبة أو سائلة، أو غاز سحابة من الجسيمات المتطايرة، بحيث تحتوي البلازما الدقيقة الناتجة على أنواع جزيئية وذرية مثارة.

هذا وقد تبعث هذه الأنواع ذات التي تكون حالتها مثارة الضوء بأطوال موجية معينة وفريدة، بحيث يمكن بعد ذلك جمع هذا الضوء باستخدام مطياف وتحليله إلى جهاز الكمبيوتر، ونظرًا لأن كل عنصر يتميز بأن له طيف انبعاثي منفرد مختلف عن أي طيف انبعاثي آخر، بحيث يمكن الكشف عن جميع العناصر باستخدام التحضير للعينات.

مزايا القياس الطيفي للتكسير المستحث بالليزر

يقدم القياس الطيفي للتكسير الناتج عن الليزر (LIBS) المزايا التنافسية الفريدة مقارنة بالتقنيات التحليلية الأخرى، وهذه المزايا هي ما يلي:

• إمكانات المواجهة والتحليل عن بُعد نظرًا لطبيعته البصرية بالكامل.

• القدرة على الكشف المباشر عن جميع العناصر في الجدول الدوري دون أي تحضير للعينة.

• القدرة في التصوير ثلاثي الأبعاد بدقة دون الميكرون.

• من مزاياها أنها تقنية سهلة وردود الفعل في الوقت الفعلي للتطبيقات الصناعية، وهي قابلية الاستخدام في بيئات متعددة.

• تقنية سريعة جداً.

• تقنية غير مدمرة بشكل كبير، نسبة التدمير فيها يكون في مستوى متدني.

• تعتبر مفيدة بصورة خاصة للتحليلات ذات الحجم الكبير أو المراقبة الصناعية عبر الإنترنت؛ لأن نتائجها تكون في ثواني.

•  يتم استخدامها بطريقة أو كأسلوب تحليل منفصل، عندما يتم تقريبها من جهاز تلسكوبي مناسب.

• تقنية غير جراحية.

• تقنية غير ملامسة، لا تلامس.

• قدرتها في تفريغ الليزر في شكل تكراري في نفس العينة، مما يسمح قدرتها على عمق ملف تعريف العينة.

مبدأ القياس الطيفي المستحث بالليزر

المبدأ في مقياس الطيفي للتكسير المستحث بالليزر يكون في اكتشاف العناصر جميعها، التي تكون تحت تقييد الحساسية لها ومدى الطول الموجي، بالإضافة إلى قوة الليزر التي تحددها، بحيث كل عينة من العناصر يبعث ضوء ذات ترددات أثناء الإثارة عند درجة حرارة عالية، لتقييم النسبة لكل عنصر، حيث أن مكونات العينة المراد تحليلها غير مجهولة، ويمكن ملاحظة وجود شوائب في العينة عند استعمالها من الناحية العملية.

عند تسليط الليزر على جزء صغير من العينة، (LIBS) يعمل في الجهاز يتم بعدها تفريغ الليزر، حيث إنه يعمل على إزالة جزء صغير جداً من المواد في مدى النانوجرام إلى البيكوجرامات، وينتج عمود من البلازما عند درجات حرارة تزيد عن(100000) كلفن أثناء تجميع البيانات، كما تبعث البلازما سلاسل متصلة من الإشعاعات تكون هذه غير واضحة، بعد وقت قصير يحدث للبلازما تمدد بسرعة عالية، ومن ثم تبرد خلال هذه المرحلة، حيث تظهر خطوط الانبعاث الذري المميز للعناصر.

دلائل حدود الكشف عن مطياف الانهيار بالليزر

يوجد هناك دلائل حدود الكشف في مطياف الانهيار بالليزر (LIBS) وهي ما يلي:

• مكان مفتوح لتجميع الضوء.

• درجة حرارة تهيج البلازما.

• قوة خط لشرارة طيف الانبعاث (الانتقال المرئي).

سلبيات تقنية مطياف الانهيار بالليزر

يوجد سلبيات في تقنية مطياف الانهيار بالليزر (LIBS) وهذه السلبيات هي ما يلي:

• معرضة للاختلاف في طبيعة البلازما الناتجة.

• معرضة للاختلاف في شرارة الليزر.

• تعتبر غير شائعة؛ لأن حدود الكشف فيها  تتراوح من (1) إلى (30) جزء من المليون من حيث الكتلة.