초록
다이오드 레이저를 optogalvanic spectroscopy에 이용하여 우라늄, 토륨 및 루비듐에 대한 전자전이 및 다이오드 레이저의 분광학적 특성을 살펴보았다. 흡수스펙트럼의 분석은 속빈 음극관내 음극표면에서 튕김에 의해 형성된 고온의 금속원자 기체를 다이오드 레이저를 이용하여 금속원자의 광흡수 현상에 따른 임피던스의 변화를 측정함으로써 수행되었다. 다이오드 레이저를 사용하여 자연산 악티늄족 원소인 토륨과 우라늄의 검출을 수행하였다. 본 실험에 이용된 optogalvanic spectroscopy에서는 Doppler효과로 인한 띠 나비에 제한이 있어 초미세 갈라짐이나 동위원소 선이동을 관찰하는데 어려움이 있었다. 하지만 루비듐 780.023 nm에서는 Doppler 띠 넓힘이 있음에도 불구하고 동위원소의 선이동과 초미세 갈라짐을 관찰할 수 있었다. 본 연구에서는 다이오드 레이저가 방사능을 지닌 악티늄족 원소들의 검출과 이들의 동위원소 존재비를 측정할 때 유용하고, 별로 알려지지 않은 란탄족 및 악티늄족의 초미세 갈라짐 상수와 같은 분광학적으로 중요한 파라미터를 구하는데에도 긴요하게 쓰일 수 있음을 고찰하였다.
First observation of uranium using a diode laser was published recently. The experiment was performed by the optogalvanic spectroscopy using diode lasers. A laser source causes the current change in a hollow cathode discharge lamp when metal atoms in plasma absorb the diode laser light. The optogalvanic signal is collected by detecting the current change. This work is the extended investigation of our previous research, the uranium detection using a diode laser. New electronic transitions of uranium and thorium in 775∼850 nm were investigated using diode lasers. In addition, the Rb(Ⅰ) optogalvanic spectra at 780.02 nm and 794.76 nm were studied. The Rb(Ⅰ) spectrum at 780.02 nm showed the isotopic features and hyperfine splittings. This work provides a key idea that the diode lasers are useful in the specrochemical analysis of the radioactive actinides that have a rich spectrum with transitions which can be easily reached with AlGaAs diode lasers. Also, this study shows that the diode lasers can be an important tool to find the spectroscopic parameters of actinides and rare earth elements which have not known.
