日本理化研究所研究小組在新一期美國科學雜志《物理評論通訊》上報告說,他們成功將不穩定原子核束的飛行速度從光速的約40%減速到光速的億分之一,為精密分析原子核的性質奠定了基礎。
根據理化研究所日前發布的新聞公報,人工生成的放射性同位素大約有3000種。為了高效生成這些短壽命的放射性同位素,需要把穩定的原子核加速到光速的70%左右,讓它們與別的原子核撞擊,使原子核破裂形成放射性同位素。但是生成的這些不穩定的原子核以光速40%的速度高速飛行,除非使它們靜止或者降速,否則難以對原子核進行電、磁及質量的高精確度測定。
公報說,理化研究所下屬基干研究所研究員和田道治等人開發出一種“高頻離子引導法”,這種方法先讓高速飛行的不穩定原子核通過厚1厘米左右的玻璃板,減速到不到光速的10%,然后再令原子核束入射長2米的填充氦氣的密閉容器,使原子核進一步減速。
在實驗中,研究人員利用高頻離子引導裝置使以光速43%的速度飛行的鈹的同位素鈹7離子減速到光速的萬分之一,接著用低能激光照射使其進一步降速到光速的億分之一。整個過程在數秒內完成。研究人員還用微波照射冷卻后的鈹7離子,精確測定了它們的超微結構。
放射性同位素被廣泛應用于材料、化學和生物學等領域。如果進一步開發上述研究取得的成果,可使用的放射性同位素的種類將會大幅增加。
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