核工业使用的铀传感器是什么，铀传感器有哪些类型作用？

博扬智能 2022-08-12 | 2505阅读 2 赞

　由于核工业的发展，铀已排放到环境中，由于其放射性和化学毒性而导致健康风险。2011年福岛灾难后，各国都加强了核电站安全检查。因此，开发高效且易于使用的铀检测技术至关重要。

　未受污染的环境水中的铀浓度范围为1-3 ppb，不会对健康或环境构成风险，但在受污染的地区，这个数字可能要高得多。由于其硬度、高密度和自燃特性，贫化铀已在数次国际军事对抗中用作穿甲弹药。由于这些弹药的开发和测试，贫化铀随后被释放到环境中。

传感器有哪些类型

　传感器如何帮助检测铀？

　已经开发了许多分析技术来检测铀，包括X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、质谱法、激光诱导荧光光谱法和原子吸收光谱法。不幸的是，由于设备成本和费力的预处理方法难以进行现场铀分析。因此，许多研究人员开始关注铀传感器。

　铀传感器的类型：

　1.基于光学检测的传感器

　通常使用基于磷光、比色法、紫外-可见吸收和表面等离子体共振转导技术的光学传感器检测痕量铀。

　2.比色传感器

　由于传感器与铀离子的相互作用，溶液的颜色会随着铀离子的注入而改变。当铀离子浓度增加时，溶液的颜色会加深。

　3.基于紫外-可见分光光度法的传感器

　在过去的几十年中，在开发使用紫外可见分光光度法检测铀离子的传感器方面取得了重大进展。紫外可见分光光度法使用简单，可进行快速分析。关键过程是改变配体与铀离子偶联前后的紫外吸收峰，实现定量和定性检测。

　4.基于电化学检测的传感器

　用于检测铀离子的电化学方法也已证明可用于开发铀传感器。这些传感器根据电化学阻抗、电压和电流的差异分为阻抗测量法、伏安法和电位法。

　5.伏安传感器

　伏安法是铀传感器中常用的技术。基本方法是将铀敏感物质掺杂到电极上。然后在铀离子不存在和存在的情况下，通过检测电极的电化学信号变化来定性或定量地检测铀离子。

　6.基于阻抗测量技术的传感器

　电化学阻抗谱(EIS)在稳定状态下是无损的，不需要样品破坏。它测量平衡时电极-电解质界面的交流电阻抗。不同频率的小正弦刺激电压用于构建EIS传感器，然后用于测量由配体识别事件产生的电流（或电压）。EIS传感器的关键优势是正弦刺激电压很小，不会损害或影响配体层。

　7.电位传感器

　电位法使用离子选择电极(ISE)对溶液中的金属离子进行定量测量。基于离子选择性电极的传感器由于其反应时间短、成本低、选择性高等优点，已被广泛应用于复杂混合物中铀离子的检测。

　8.全细胞铀传感器

　劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家通过在新月形茎杆菌中合并两个功能独立的信号系统UzcRS和UrpRS，创建了一个全细胞铀传感器。研究人员发现，他们构建全细胞传感器的组合策略在分析物检测中显示出比以前仅使用UzcRS开发的生物传感器更高的选择性。他们通过识别地下水样品中铀浓度极低的铀来验证传感器在环境环境中的功能。