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题名钕-150同位素三步选择性光电离理论研究
被引量：1
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作者
王立德
张钧尧
卢肖勇
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机构
粒子输运与富集技术全国重点实验室
核工业理化工程研究院
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出处
《物理学报》
北大核心
2025年第11期184-202,共19页
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基金
粒子输运与富集技术全国重点实验室稳定支持基金(基金号:SYSJJ-2022101)资助的课题.
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文摘
富集钕-150同位素在核工业、科学研究等领域具有重要应用.基于高效高选择性多步电离路径,原子蒸气激光同位素分离法能够实现钕同位素分离,但现用路径第2步跃迁的同位素位移(isotope shift,IS)几乎为零,导致产品中Nd-150丰度偏低.本文基于密度矩阵理论建立了通用的三步电离路径选择性光电离模型,模型中综合考虑了同位素位移、超精细结构等原子参数和频率、功率、线宽、偏振等激光参数,可在磁子能级级别计算原子与激光的相互作用过程.基于上述模型,通过与文献数据对比获得了现用路径分支比的最优拟合值,评估了现用路径在不同线宽下的Nd-150丰度水平;在仅改变第2步跃迁的前提下构造假定电离路径,开展所有钕同位素的电离率计算,评估不同同位素位移、超精细结构下的Nd-150丰度,指导后续原子光谱实验.数值计算发现第二激发态角动量J_(3)=6,同位素位移IS_(23,148)≥300 MHz时,在b_(12)≤0.5 GHz,b_(23)≤1.0 GHz,平行线偏振的典型激光参数下可实现与电磁法相当的Nd-150丰度(>95%).在此基础上压窄激光线宽,能够在保持电离率的同时获得超过电磁法的Nd-150产品.后续原子光谱实验应着重寻找IS_(23,148)≥300 MHz,J_(3)=6的第2步跃迁,第2步跃迁的约化电偶极矩达到现用路径的30%即可满足丰度要求.
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关键词
钕-150
选择性光电离
同位素位移
超精细结构
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Keywords
nd-150
selective photoionization
isotope shift
hyperfine structure
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分类号
O562.4
[理学—原子与分子物理]
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