中国科学家实现一种极稀有同位素极限测试

发布时间：2023-03-13 08:58:54 所属栏目：动态来源：

导读：钙-41同位素由强烈的宇宙射线放射性*诱导大气层层产生，有望应用于古生代的冰川与古生物等自然界化石燃料样品的定年研究。　

中国科学家近日将一种极其稀有、放射性同位素单原子灵敏检测极限压低至十亿亿分之一量

钙-41同位素由强烈的宇宙射线放射性*诱导大气层层产生，有望应用于古生代的冰川与古生物等自然界化石燃料样品的定年研究。　

中国科学家近日将一种极其稀有、放射性同位素单原子灵敏检测极限压低至十亿亿分之一量级。相关成果3月2日在线发表于《自然-物理》(NaturePhysics)。

据悉，中国科学技术大学卢征天教授、夏添博士与同事合作，利用原子阱痕量分析方法实现了对极稀有同位素钙-41的单原子灵敏检测，将该同位素丰度的检测极限压低至10的负17次方(十亿亿分之一)量级，并演示了对骨头、岩石、海水等典型样品的钙-41同位素分析。

自然界矿石和生物骨骼中的钙元素是最为重要的，其同位素组成以稳定同位素钙-40为主，同时包含极其少量的放射性同位素钙-41。钙-41的半衰期为10万年，是碳-14半衰期的17倍，因此钙-41可以覆盖比碳-14更古老的定年范围。地球上的钙-41主要由地表浅层(几米深度)内的钙-40捕获宇宙射线中子而产生，其同位素丰度仅为10的负16次方至10的负次方15量级，远远低于常用质谱仪所能达到的探测极限。

在此次工作中，研究人员首先用化学方法从岩石、骨头、海水样品中提取出约80毫克的金属钙，装入原子炉加热产生原子束流，再利用基于原子物理的冷却、聚焦、减速、磁光阱等各种激光操控方法，将钙-41原子一个一个地从束流中俘获。通过测量被俘原子放出的荧光实现对单个钙-41原子的计数。

下一步，研究人员计划与国内外科学家开展广泛合作，共同探索钙-41定年在地球科学与考古学领域的应用。据介绍，钙-41是一种非常活跃的宇宙射线，它能穿透大气层，直接照射地球表面，对生命起到重要作用。

（编辑：汽车网）

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