1. المقدمة<br />التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر ( LIBS)هو تقنية للتحليل الطيفي للانبعاث الذري تستخدم ليزرًا عالي الطاقة لإنشاء بلازما من عينة. من خلال تحليل الضوء المنبعث، يوفر التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر ( LIBS)تركيبة عنصرية نوعية وكمية لمواد مختلفة. إنها تقنية تحليلية سريعة وفي الوقت الفعلي وغير تلامسيه قابلة للتطبيق في مجالات متنوعة.<br />2. نظرية التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر ( LIBS)<br />يعتمد التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر ( LIBS)على التفاعل بين نبضة ليزر عالية الكثافة ومادة ما، مما يؤدي إلى تكوين البلازما والانبعاث اللاحق لخطوط طيفية مميزة. يمكن تقسيم العملية إلى عدة مراحل:<br />1. تفاعل الليزر مع المادة:<br />o يتم تركيز ليزر عالي الطاقة (عادةً نانوثانية أو فمتوثانية) بنبضة قصيرة على عينة.<br />o يتم امتصاص طاقة الليزر، مما يؤدي إلى تسخين موضعي، وتبخير، وتأين المادة.<br />2. تكوين البلازما وتمددها:<br />o تشكل المادة المتبخرة ميكروبلازما تتكون من إلكترونات حرة وأيونات وذرات مثارة.<br />o مع تمدد البلازما، تخضع للتبريد وإعادة التركيب.<br />3. انبعاث الضوء والكشف عنه:<br />o تصدر الأنواع المثارة في البلازما أطوال موجية مميزة للضوء أثناء الاسترخاء.<br />o يكتشف جهاز قياس الطيف هذه الأطوال الموجية المنبعثة ويسجلها، والتي تتوافق مع عناصر محددة.<br />4. التحليل الطيفي:<br />o يتم تحليل الأطياف المسجلة لتحديد التركيب العنصري للعينة.<br />o غالبًا ما يتم استخدام معالجة الإشارات والمعايرة للتحليل الكمي.<br />3. مبادئ مطياف الانبعاث الضوئي<br />تتحكم عدة مبادئ أساسية في مطياف الانبعاث الضوئي:<br />1.3 فيزياء البلازما وقياس الطيف الانبعاثي<br />• درجة حرارة البلازما وكثافة الإلكترون: تؤثر درجة حرارة البلازما على حالة إثارة الذرات والأيونات، مما يؤثر على شدة الانبعاث.<br />• معادلات بولتزمان وساها: وصف توزيع السكان للحالات المثارة وتوازن التأين.<br />2.3 تحديد الخطوط الطيفية<br />• يصدر كل عنصر خطوطًا طيفية فريدة، مما يتيح تحديدها.<br />• تُستخدم أجهزة قياس الطيف الانبعاثي البصري وقواعد البيانات (مثل LIBS) للمقارنة الطيفية.<br />3.3 المعايرة والتحليل الكمي<br />• مطياف الانبعاث الضوئي الخالي من المعايرة ( LIBS): يستخدم نماذج فيزياء البلازما لقياس العناصر دون معايير خارجية.<br />• مطياف الانبعاث الضوئي القائم على المعايير: يعتمد على عينات مرجعية ذات تركيبات معروفة.<br />4.3 تقنيات تعزيز الإشارة<br />• أجهزة الكشف عن المعادن ذات النبضات المزدوجة ( LIBS): تستخدم نبضتين ليزريتين لتعزيز شدة الإشارة وحساسيتها.<br />• أجهزة الكشف عن المعادن ذات النبضات الرنانة: تستخدم الإثارة الرنانة لتعزيز الخطوط الطيفية المحددة بشكل انتقائي.<br />4. تطبيقات أجهزة الكشف عن المعادن ذات النبضات المزدوجة<br />تستخدم أجهزة الكشف عن المعادن ذات النبضات المزدوجة على نطاق واسع في العديد من التطبيقات العلمية والصناعية:<br />1.4 مراقبة البيئة<br />• الكشف عن المعادن الثقيلة في دراسات تلوث المياه والتربة والهواء.<br />• تحليل المواد الخطرة والعناصر السامة.<br />2.4 التحليل الصناعي وتحليل المواد<br />• مراقبة الجودة في علم المعادن والتعدين والتصنيع.<br />• التحليل الأولي للسبائك والسيراميك والطلاءات.<br />3.4 التطبيقات الطبية الحيوية<br />• الكشف عن العناصر النزرة في الأنسجة البيولوجية.<br />• تحليل تركيبات الأسنان والعظام.<br />4.4 استكشاف الفضاء والكواكب<br />• يستخدم( LIBS)في مركبات ناسا التي تجوب المريخ لتحليل تركيب سطح الكواكب.<br />• الاستشعار عن بعد للمواد خارج الأرض.<br />5.4 التراث الثقافي والطب الشرعي<br />• التحليل غير المدمر للقطع الأثرية واللوحات التاريخية.<br />• التحليل الجنائي للأدلة الأثرية.<br />5. مزايا وتحديات( LIBS)<br />1.5 المزايا<br />• التحليل في الوقت الحقيقي وفي الموقع.<br />• إعداد العينة بأقل قدر من الدقة.<br />• القدرة على تحليل المواد الصلبة والسائلة والغازية.<br />• القدرة على الكشف عن عناصر متعددة.<br />2.5 التحديات<br />• تأثيرات المصفوفة التي تؤثر على الدقة.<br />• الحاجة إلى المعايرة للقياس الكمي الدقيق.<br />• تقلب البلازما والضرر الناتج عن الليزر.<br />6. الخاتمة<br />يعتبر التحليل الطيفي للانهيار الناتج عن الليزر ( LIBS)تقنية تحليلية متعددة الاستخدامات مع تطبيقات تمتد عبر صناعات متعددة. تركز الأبحاث الجارية على تحسين الحساسية ودقة القياس وتوسيع نطاق استخدامها في الاستشعار عن بعد والتشخيص الطبي الحيوي.<br /> <br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق