韩国基础科学研究院(IBS)和重离子加速器研究所(IRIS)近日宣布，韩国首次利用稀有同位素束完成激光光谱实验。此次实验由IRIS/IBS、韩国空军士官学校、IBS地下物理中心、高丽大学加速器科学系、韩国国立教育大学物理教育系以及韩国原子能研究院先进辐射研究所等机构联合完成。
RAON的CLaSsy光束线和激光系统
研究团队使用名为CLaSsy的共线激光光谱装置，对通过ISOL在线分离方法产生的钠同位素束开展测量。稀有核素通常半衰期很短，还没来得及仔细观测就可能衰变，这也是相关研究的一大难点。CLaSsy采用“束内激光光谱”技术，将激光束与高速运动的离子束和原子束对准，在稀有核素消失前获取其光谱信息。实验中，相关粒子束速度约为每秒40万米。
通过激光光谱测量，研究人员可以获得稀有核素的能级结构等信息，为建立和检验核模型提供关键数据。此次实验验证了CLaSsy装置的性能，也显示出利用短半衰期稀有核素开展高精度核结构研究的可行性。相关成果已发表在国际SCI(E)期刊《Journal of Instrumentation》上。
IBS重离子加速器研究所实验装置团队研究员朴成钟表示，这项成果不仅验证了CLaSsy作为重离子加速器核心实验装置之一的性能，也显示出多种激光技术未来在重离子加速器中的应用潜力。他提到，研究团队正在推进铝同位素激光光谱实验筹备工作，计划将激光离子源RILIS与CLaSsy结合使用。
负责此次实验的韩国空军士官学校柳勋教授表示，激光原子物理技术在加速器设施中具有较高应用价值。随着源内激光光谱、束内激光光谱以及未来阱内激光光谱技术逐步建立，测量精度有望进一步提升。他认为，RAON稀有同位素生产和利用设施未来还可拓展至新材料特性探索、辐射反应探测等研究方向。
论文通讯作者、IBS重离子加速器研究所博士后研究员宋在铉表示，CLaSsy不仅可用于稀有同位素激光光谱研究，还可通过光泵浦方法作为核自旋极化器使用，在核物理、材料科学和生物医学等领域具备应用价值。
IBS重离子加速器研究所代理所长权勉表示，这是韩国首次在重离子加速器设施中利用激光技术开展稀有核研究，将为RAON发展成为融合先进激光技术的加速器设施奠定基础。该研究获得韩国基础科学研究院、韩国科学技术信息通信部和韩国国家研究基金会支持。
RAON激光应用装置(激光光谱仪CLaSsy和激光离子源RILIS)
钠同位素的激光光谱图。(22Na 、24Na ：稀有同位素，23Na ：稳定同位素)
