Rapid threat analysis is essential in radiological terror scenes to protect workers and the public. Among the potential materials for radiological explosive devices, $^{90}$Sr is the most likely due to its prevalent use in industrial applications. Unfortunately, the analysis of radioactive Sr is very slow using conventional radiation detection method because $^{90}$Sr emits $\beta$-ray only due to the rigorously interacts with matter and rarely reaches a detector. For detecting Sr onsite, laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) can be an attractive supplementary method. This study investigates the effect of different substrates on identifying Sr physically adsorbed on their surface using single-shot LIBS. The substrates for analysis include metals (aluminium, stainless steels), porous medium (mortar, polyester), and transparent materials (PET). Three chemical compounds, $SrCO_3$, $SrTiO_3$, and $SrF_2$, are selected as the target compounds, based on historical theft cases. Stainless steel exhibits the lowest LOD at 407.77 nm (1.09 $\micro$g/$cm^2$ for $SrCO_3$ and $SrF_2$), with high reliability. To evaluate the reliability of the LOD, the surface distribution, which can affect the reliability, is determined by the sample heterogeneity. In addition, the molecular emissions from the vibrational transition are analyzed, based on the LIBS spectra. Furthermore, the components that must be considered when applied the LIBS technique on-site is discussed and the useful signatures of signal are discovered.
방사능 테러가 일어난 상황 속에서 작업자와 대중을 보호하기 위해서는 신속한 위해도 평가가 필수적인 요소이다. 방사성 폭발 장치에 사용될 수 있는 후보 물질들 중, 스트론튬-90은 상업적인 목적으로 일상적으로 사용되기 때문에 가장 유력하다. 불행하게도, 스트론튬-90은 베타선을 방출하기 때문에 주변 매질과 반응하게 되어 계측기에 도달하기 힘들어 기존의 방사선 계측기로는 측정이 힘들다. 이러한 스트론튬 물질을 현장에서 계측하기 위해 레이저유도 플라즈마 분광법은 기존 방식을 대체할 수 있는 방법 중 하나이다. 본 연구에서는 단일 레이저유도 플라즈마 분광을 이용하여 물리적으로 흡착된 스트론튬을 다양한 매질에서 계측하면서 그 영향을 조사하고자 한다. 해당 매질은 금속 (알루미늄, 스테인리스 스틸), 다공성 매질 (모르타르, 폴리에스테르), 그리고 투명한 물질 (페트) 로 선정되었다. 세 가지 화합물로는 도난 사고들을 기반으로 $SrCO_3$, $SrTiO_3$, $SrF_2$ 총 3가지가 선정되었다. 스테인리스 스틸에서 가장 낮은 최소 검출 농도가 407.77 nm에서 높은 신뢰성과 함께 확인되었다($SrCO_3$와 $SrF_2$ 에서 1.09 $\micro$g/$cm^2$). 해당 결과의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있는 표면 분포를 평가하기 위해 샘플의 불균질도를 결정하고 연계시켰으며, 동시에 분자단위에서 방출되는 진동 전이 또한 레이저유도 플라즈마 분광 데이터를 바탕으로 분석하여 화합물 구분의 가능성도 확인하였다. 추가적으로 현장에서 해당 기술을 사용하는데 있어 고려해야할 요소들에 대해 논의하고, 복합적인 상황 속에서 사용할 수 있는 신호적인 특징을 발견하였다.
