核能作为一种清洁能源,在我国能源体系中作用越发凸显,预计到2050年我国核能装机总量将达到世界的50%以上。随着核能的快速发展,核安全问题越发引起人们的关注,对放射性物质的快速检测是其中的重要问题。核电站以及产出的核废料的检测主要依赖于伽玛能谱测量和中子检测技术,存在分析时间长、无法识别α衰变和β衰变的同位素、无法测量非放杂质等问题。激光诱导击穿光谱技术（LIBS）作为一种分析手段,具有快速、方便、实时、远程等优点,在基础研究、工业生产的各个领域得到了广泛的应用。鉴于此,我们将LIBS技术引入放射性核素检测,并针对其探测限高,稳定性差等缺点开展研究工作。本文搭建了纳秒LIBS和飞秒LIBS实验测量平台,将纳秒激光脉冲和飞秒激光脉冲作为激发源,以Co和Cs作为目标元素,对介电介质二氧化硅纳米粒子增强LIBS（NELIBS）进行探究。与传统LIBS测量相比,实现了目标元素信号的增强,有效提高了检测的灵敏度。主要工作分为两点。（1）在纳秒激光作用下,研究了二氧化硅的纳米粒子浓度和粒径对钴元素LIBS光谱的增强效果的影响,探讨了光谱增强机制,并使用有限时域差分（FDTD）模拟计算不同粒径下的入射激光脉冲的电场增强,得到了与实验相符合的趋势图。（2）基于飞秒激光,开展了共轴双脉冲LIBS和单脉冲LIBS测量。实验上,获得了钴、铯、铝、硅等元素的双脉冲LIBS光谱强度随激光脉冲延时时间的变化趋势;使用单个飞秒脉冲,测量了LIBS信号的时间演化。与纳秒激光LIBS测量结果相比,飞秒激光LIBS测量所得光谱干扰信号较少。在靶物质中加入二氧化硅纳米粒子进行飞秒LIBS测量,相比于单脉冲LIBS的测量结果,铯元素信号得到了一定的增强。与纳秒LIBS技术测量相比较,飞秒激光LIBS测量的灵敏度更高。本文研究发现纳秒激光LIBS和飞秒激光LIBS测量技术可以应用到放射性元素分析领域,尤其是纳秒激光NELIBS技术和飞秒激光双脉冲LIBS技术可以极大地提升钴元素和铯元素的探测灵敏度,为今后在放射性元素分析领域的实际应用提供了思路。