用激光光谱探测镎的原子结构

德国研究人员开发的一项新技术可以比以前更精确地测量这种元素的电离态，这对其在放射性废物中的检测和修复具有重要意义。

放射性元素镎是核废料的主要成分之一。质谱法可用于探测其复杂的原子结构，这对于其内在兴趣和确定镎废物的同位素组成都很有价值。

德国美因茨约翰内斯古腾堡大学的 Magdalena Kaja 和她的同事现在展示了一种新的激光光谱方法，可以比早期方法更精确地分析镎的电离势。这项工作现已发表在《欧洲物理杂志 D》上。

镎是一种锕系金属，在元素周期表中紧邻铀，原子序数为 93;几乎不言而喻，它的名字来源于太阳系天王星之外的行星海王星。它有不少于 25 种已知同位素。其中大多数的寿命非常短，但最稳定的镎 237 (237Np) 的半衰期超过 200 万年。很大程度上正是这种同位素使其成为核污染物如此危险。

可用于此类分析的镎同位素样本很小：它们通常仅包含同位素的几个原子。 “使用激光源的多步共振电离已被证明是最有用的技术，可提供高灵敏度、特异性和精确度，”Kaja 解释道。

她和她的同事使用的最先进的设备包含固态钛：蓝宝石激光系统、精制激光离子源和高透射质量分离器。

研究人员利用这项技术测量了镎的第一电离能：即从其最外层电子壳中除去第一个电子，形成正离子所需的能量。他们确定的值 6.265608(19) eV 与文献中报告的值非常吻合，但精确度是其中任何一个值的 10 倍以上。

“我们现在的目标是将我们的研究扩展到稀有镎同位素，”卡贾补充道。该技术还可用于检测和分析放射性污染物中的痕量镎。

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