俄罗斯国立核能研究大学莫斯科工程物理学院(MEPhI)正积极推进一项重要研发工作,该项目由俄罗斯核能中心全俄核物理研究所(VNIIEF)委托,聚焦于钍-229光谱系统的开发。据项目负责人、莫斯科工程物理学院计量物理与技术问题系主任彼得·鲍里修克介绍,此系统将依托钍-229同位素,构建一个核钟实验室模型。“我们正研发一种基于氪和氙低温晶体的系统,利用这些不与其他物质反应的惰性气体,在低温下凝结并结晶,进而制造出用于钍-229核光谱分析的激光器。”他解释道。

该光谱系统的研发与新一代超精密核钟的研制紧密相连。彼得·鲍里修克进一步阐述,该核钟计划采用钍-229同位素的核跃迁作为振荡器,这一跃迁具有异常低的能量,是已知核态中能量最低的。其能量位于真空紫外区,波长约为148纳米,已被国际科学家精确测量。“我们需要独立测量这种核态的能量,”彼得·鲍里修克说,“为此,我们将通过激光激发钍-229原子核,并使用特殊探测器探测其衰变时发射的伽马光子。”
鉴于俄罗斯目前缺乏该波长的激光光源,莫斯科工程物理学院将承担起研发并实验性实施类似系统的重任。一旦成功,俄罗斯将掌握与核跃迁相关的激光技术,为核钟技术的进一步发展奠定坚实基础。“该光谱系统的建立将是实现核时间和频率标准或核重力仪的第一步,”彼得·鲍里修克满怀信心地表示。