用激光光譜探測镎的原子結(jié)構(gòu)

德國研究人員開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)可以比以前更精確地測量這種元素的電離態(tài)，這對(duì)其在放射性廢物中的檢測和修復(fù)具有重要意義。

放射性元素镎是核廢料的主要成分之一。質(zhì)譜法可用于探測其復(fù)雜的原子結(jié)構(gòu)，這對(duì)于其內(nèi)在興趣和確定镎廢物的同位素組成都很有價(jià)值。

德國美因茨約翰內(nèi)斯古騰堡大學(xué)的 Magdalena Kaja 和她的同事現(xiàn)在展示了一種新的激光光譜方法，可以比早期方法更精確地分析镎的電離勢。這項(xiàng)工作現(xiàn)已發(fā)表在《歐洲物理雜志 D》上。

镎是一種錒系金屬，在元素周期表中緊鄰鈾，原子序數(shù)為 93;幾乎不言而喻，它的名字來源于太陽系天王星之外的行星海王星。它有不少于 25 種已知同位素。其中大多數(shù)的壽命非常短，但最穩(wěn)定的镎 237 (237Np) 的半衰期超過 200 萬年。很大程度上正是這種同位素使其成為核污染物如此危險(xiǎn)。

可用于此類分析的镎同位素樣本很小：它們通常僅包含同位素的幾個(gè)原子。 “使用激光源的多步共振電離已被證明是最有用的技術(shù)，可提供高靈敏度、特異性和精確度，”Kaja 解釋道。

她和她的同事使用的最先進(jìn)的設(shè)備包含固態(tài)鈦：藍(lán)寶石激光系統(tǒng)、精制激光離子源和高透射質(zhì)量分離器。

研究人員利用這項(xiàng)技術(shù)測量了镎的第一電離能：即從其最外層電子殼中除去第一個(gè)電子，形成正離子所需的能量。他們確定的值 6.265608(19) eV 與文獻(xiàn)中報(bào)告的值非常吻合，但精確度是其中任何一個(gè)值的 10 倍以上。

“我們現(xiàn)在的目標(biāo)是將我們的研究擴(kuò)展到稀有镎同位素，”卡賈補(bǔ)充道。該技術(shù)還可用于檢測和分析放射性污染物中的痕量镎。

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