KR20100045616A - Separating method for calcium isotope - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for separating calcium isotopes is provided to separate the calcium isotopes of high productivity and high purity, which is different with a laser photoionization method or an electro-magnetic separation method. CONSTITUTION: A method for separating calcium isotopes includes the following steps: selectively light-pumping a target isotope by irradiating a continuous wave laser to the calcium isotopes having a plurality of the isotopes; exciting the target isotope which is photo-pumped; and photonizing the excited target isotope to irradiate the pulse laser to the excited calcium isotope. A pulse repetition rate of the laser exciting the target isotope is 10 kHz or more.

Description

칼슘 동위원소 분리 방법{SEPARATING METHOD FOR CALCIUM ISOTOPE}Calcium isotope separation method {SEPARATING METHOD FOR CALCIUM ISOTOPE}

본 발명은 칼슘 동위원소 분리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 종래의 방법에 비하여 비용이 저렴하고 생산성이 월등히 뛰어날 뿐만 아니라, 순도도 높게 표적 칼슘 동위원소를 다른 동위원소로부터 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for isolating calcium isotopes, and more particularly, using laser to separate target calcium isotopes from other isotopes, as well as lower cost and higher productivity than conventional methods. It is about a method.

자연상태에서 칼슘은 모두 6종류의 동위원소가 존재한다. 그 중에서 질량수가 40인 40Ca는 칼슘 동위원소 중 대표적인 것으로서 자연계에서 96.941% 정도 존재한다. 그 이외의 칼슘 동위원소로는 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca 및 48Ca를 들 수 있는데, 42Ca는 0.647%, 43Ca는 0.135%, 44Ca는 2.086%, 46Ca는 0.004% 그리고 48Ca는 0.187% 정도의 비율로 존재한다.In nature, calcium has six kinds of isotopes. Among them, 40 Ca having a mass number of 40 is representative of calcium isotopes, and is present in nature of about 96.941%. Calcium isotope otherwise there can be mentioned the 42 Ca, 43 Ca, 44 Ca , 46 Ca and 48 Ca, 42 Ca is 0.647%, 43 Ca is 0.135%, 44 Ca is 2.086%, 46 Ca is 0.004% And 48 Ca is present at about 0.187%.

이들 동위원소 중 특히, 42Ca, 43Ca, 46Ca 및 48Ca는 상업적으로 대단히 유용한 데, 특히 그 중 48Ca는 수십%로 농축된 칼슘 동위원소는 인체의 신진대사와 골다공증을 연구하는 추적자(tracer)로 사용되며, 90% 이상으로 농축될 경우 가속기 핵물리 연구에서 초중량 원소(super-heavy element) 연구에 이용된다. 특히, 중성미자의 질량과 성질을 밝혀내기 위한 이중베타붕괴(double beta decay) 실험에서는 수십~수백 kg의 48Ca가 필요하다.Of these isotopes, particularly 42 Ca, 43 Ca, 46 Ca and 48 Ca, are commercially very useful, especially calcium isotopes enriched in tens of percent of the 48 Ca are tracers for human metabolism and osteoporosis. It is used as a tracer and, when concentrated to more than 90%, is used for super-heavy elements in accelerator nuclear physics studies. In particular, double beta decay experiments to determine the mass and properties of neutrinos require about tens to hundreds of kilograms of 48 Ca.

그러나, 상기하였듯이, 자연계에서 존재하는 칼슘동위원소 특히, 48Ca의 존재비는 0.187%에 불과하므로 이를 다른 동위원소들로부터 분리하여 추출하는 별도의 작업이 수행되지 않는 한 48Ca의 유용성을 활용하기 곤란하다. However, as mentioned above, since the abundance of calcium isotopes, especially 48 Ca, present in nature is only 0.187%, it is difficult to utilize the usefulness of 48 Ca unless a separate operation of extracting it from other isotopes is performed. Do.

동위원소를 농축하는 작업은 동위원소를 다른 동위원소들로부터 분리시키고 이들을 축적하는 과정으로 이루어진다. 그 중에서도 특히, 다른 동위원소들로부터 표적 동위원소(target isotope)들로부터 분리하는 작업은 각 동위원소들간의 성질이 크게 차이나지 않으므로 대단히 까다롭고 섬세한 조건을 필요로 한다.Enriching isotopes consists of separating isotopes from other isotopes and accumulating them. Among other things, the separation of target isotopes from other isotopes requires very demanding and delicate conditions because the nature of each isotope does not differ significantly.

종래부터 칼슘 동위원소 분리에 상업적으로 이용되어 왔던 분리기술은 전자기적 방법이 거의 유일하다. 미국 특허 제6,559,402호는 전자기적 방법에 의한 칼슘 동위원소 분리공정의 개량에 관한 것인데, 상기 전자기적 방법은 단일 에너지의 칼슘 이온빔이 공간적으로 균일한 자기장을 통과할 때 그 운동궤적이 동위원소에 따라 공간적으로 분리되는 원리를 이용한 것이다. 상기 전자기적 방법은 20세기 중반에 개발된 기술로서 다양한 원소에 적용할 수 있다는 점이 장점이나. 일반적으로 단위시간당 생산량이 적고, 분리단가가 높다는 것이 큰 단점으로 지적되고 있다.Electromagnetic methods are the only separation techniques that have been used commercially for the separation of calcium isotopes. U.S. Patent No. 6,559,402 relates to the improvement of the calcium isotope separation process by an electromagnetic method, which is characterized by the motion trajectory of a single energy calcium ion beam passing through a spatially uniform magnetic field. It uses the principle of spatial separation. The electromagnetic method is a technology developed in the middle of the 20th century, but can be applied to various elements. In general, it is pointed out that a small amount of production per unit time, high separation cost is a big disadvantage.

또한, 칼슘에 대한 것은 아니지만, 이온화된 금속이온은 중성의 금속원자와는 달리 전기장하에서 전자기력의 영향을 받는 점에 착안하여, 금속 원소의 원자빔에 레이저를 작용시켜 표적 동위원소만 선택적으로 이온화 시키고 상기 이온화된 표적 동위원소를 포함하는 원자빔에 전기장을 인가하여 원자증기의 흐름으로부터 표적 동위원소의 이온을 추출하는 원자증기 레이저 동위원소 분리(atomic vapor laser isotope separation, AVLIS) 기술이 전자기적 방법의 단점을 극복할 수 있는 대안으로 부각되고 있다. 이러한 방법은 다양한 원소를 대상으로 실증되고 있는데, 각각 수은(mercury, Hg), 가돌리늄(gadolinium, Gd) 및 어븀(erbium, Er) 등의 분리에 관한 특허인 미국특허 제4,793,907호, 제5,202,005호 및 제5,443,702호가 제안되어 있다.In addition, although not about calcium, ionized metal ions, unlike neutral metal atoms, are focused on being affected by electromagnetic force under an electric field, and selectively ionize only the target isotopes by applying a laser to the atomic beam of the metal element. Atomic vapor laser isotope separation (AVLIS) technology for extracting ions of a target isotope from the flow of atomic vapor by applying an electric field to the atomic beam containing the ionized target isotope is an electromagnetic method It is emerging as an alternative to overcome the disadvantages. This method has been demonstrated for a variety of elements, including U.S. Patent Nos. 4,793,907, 5,202,005, and the patents for the separation of mercury (Hg), gadolinium (Gd), and erbium, Er, and the like. 5,443,702 is proposed.

그런데, 레이저 동위원소 분리가 특정한 원소에 대하여 기술적으로 실현가능한지를 판단하기 위해서는 선택적 광이온화 경로를 포함한 다양한 문제점에 대해 자세한 고찰이 필요하다. 즉, 원자빔의 발생, 광이온 생성물의 효과적인 수집 등 이 여기에 포함되며, 광이온화 경로와 관련되는 각 준위의 동위원소 이동(isotope shift), 에너지, 수명(lifetime), 전이확률(transition probability) 등의 원자분광 상수에 대한 지식이 요구된다. However, in order to determine whether laser isotope separation is technically feasible for a particular element, it is necessary to examine in detail various problems including selective photoionization pathways. That is, the generation of atomic beams, the effective collection of photoion products, and the like, including isotope shift, energy, lifetime, and transition probability of each level associated with the photoionization pathway. Knowledge of atomic spectroscopy constants is required.

종래의 광이온화 방법을 이용한 AVLIS법은 종래 펄스 레이저를 이용하여 원하는 동위원소만 선택적으로 이온화 시키는 방법은 표적 동위원소를 선택적으로 이온화 시키는 주파수(파장)의 펄스레이저를 원자빔에 조사하여 상기 표적 동위원소가 바로 이온화될 수 있도록 하는 방법이다. 이러한 방법을 이용할 경우 시간당 분리되는 동위원소의 양을 증가시키기 위해서는 레이저의 출력을 증가시키는 것이 필수적이나, 레이저의 출력을 증가시킬 경우에 특히 펄스 레이저의 경우에는 출력의 증가와 동시에, 조사되는 레이저의 주파수 범위가 넓어지는 소위 파워 브로드닝(power broadening) 현상이 발생될 가능성이 높다. 상기 파워 브로드닝 현상에 의하면 레이저 펄스의 중심 주파수를 목표 주파수로 조정한다 하더라도 주파수의 퍼짐 현상에 의해 주파수가 넓어지게 되므로 표적 동위원소 이외의 다른 동위원소의 이온화에 적합한 주파수까지 포함하는 레이저가 조사되게 된다. In the AVLIS method using a conventional photoionization method, a method of selectively ionizing only a desired isotope using a conventional pulse laser is performed by irradiating an atomic beam with a pulse laser of a frequency (wavelength) for selectively ionizing a target isotope. This is how the element can be directly ionized. When using this method, it is necessary to increase the output of the laser in order to increase the amount of isotope separated per hour, but in the case of increasing the output of the laser, especially in the case of pulsed laser, The so-called power broadening phenomenon is likely to occur in which the frequency range is widened. According to the power broadcasting phenomenon, even if the center frequency of the laser pulse is adjusted to the target frequency, the frequency is widened by the spread of the frequency, so that a laser including a frequency suitable for ionization of other isotopes other than the target isotope is irradiated. do.

따라서, 출력을 높인 레이저에 의해서는 표적 동위원소 뿐만이 아니라 다른 동위원소까지 함께 이온화 될 수 있어, 분리된 동위원소의 순도가 낮아지게 될 수 있다. 그러므로, 순도를 높이기 위해서는 파워 브로드닝에 의해 다른 동위원소까지 이온화되지 않도록 레이저의 출력을 일정 수준 이하로 유지되어야 하는데, 그에 따라 이온화 되는 표적 동위원소의 단위시간당 분리량이 감소하기 때문에 생산성 저하로 이어지게 된다.Therefore, by using the laser with increased power, not only the target isotope but also other isotopes can be ionized together, and the purity of the separated isotope can be lowered. Therefore, in order to increase the purity, the power of the laser should be maintained below a certain level so as not to be ionized to other isotopes by power broadcasting, which leads to a decrease in productivity since the amount of separation of the target isotopes ionized per unit time is reduced. .

이러한 문제를 해결하기 위하여 한국특허 0478533호가 본 발명의 발명자들에 의하여 제안되게 되었다. 상기 한국특허 0478533호는 탈륨 동위원소를 분리하는 방법에 관한 것인데, 상기 방법에 따르면 표적 동위원소를 선택적으로 광펌핑한 후 적외선 레이저로 광이온화 하는 단계에 의하여 203Tl이 분리될 수 있게 된다. In order to solve this problem, Korean Patent No. 0478533 has been proposed by the inventors of the present invention. The Korean Patent No. 0478533 relates to a method for separating thallium isotopes. According to the method, 203 Tl can be separated by selective photopumping of a target isotope and photoionization with an infrared laser.

상기 방법은 표적 동위원소의 분리에 효과적이기는 하나 대상 원소별로 구체적인 광펌핑 조건과 광이온화 조건이 일률적으로 정해질 수는 없다.Although the method is effective for the separation of target isotopes, specific light pumping conditions and photoionization conditions cannot be uniformly determined for each target element.

특히, 칼슘 원자는 동위원소 이동이 매우 작기 때문에 레이저에 의한 동위원소 분리가 제안되거나 시도된 바가 매우 드물다. 또한, 좁은 선폭의 연속발진형 레이저를 사용하여 칼슘 동위원소를 선택적으로 이온화시키는 3단계 광이온화 방법이 A.K. Pulhani 등에 의해 제안(Journal of Physics B. 35, 3677 (2002))되었지만 이 방법은 동위원소 분석을 목적으로 한 것이고, 이온화 효율이 매우 낮기 때문에 다량의 칼슘 동위원소 분리에 사용하는 것은 불가능하다. 이온포획에 사용할 목적으로 423 nm 파장의 레이저와 389 nm 파장의 연속발진형 레이저를 사용하여 40Ca 를 만드는 방법이 D.M. Lucas 등에 의해 제안(Physical Review A 69, 012711 (2004)) 되었지만 이 방법 또한 효율이 매우 낮기 때문에 다량의 칼슘 동위원소 분리에 사용하는 것은 불가능하다.In particular, the isotope separation by laser is very rarely proposed or attempted because calcium atoms have very small isotope transport. In addition, a three-stage photoionization method for selectively ionizing calcium isotopes using a narrow linewidth continuous oscillation laser has been proposed by AK Pulhani et al. (Journal of Physics B. 35, 3677 (2002)). It is intended for analysis and because of its very low ionization efficiency, it cannot be used for the separation of large amounts of calcium isotopes. A method of producing 40 Ca using a 423 nm wavelength laser and a 389 nm continuous oscillation laser for the purpose of ion capture has been proposed by DM Lucas et al. (Physical Review A 69, 012711 (2004)). Because of this very low, it is impossible to use for the separation of large amounts of calcium isotopes.

본 발명의 일측면은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일측면에 따르면 칼슘 동위 원소를 생산성 양호하게, 그리고 순도 높게 분리하는 방법이 제공된다.One aspect of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, according to one aspect of the present invention is provided a method for separating calcium isotopes with high productivity and high purity.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 칼슘 동위원소 분리 방법은 다수의 동위원소를 갖는 칼슘 원자빔(증기)로부터 표적 동위원소를 선택적으로 분리하는 방법으로서, 칼슘 원자빔에 연속발진형(cw) 레이저를 조사하여 표적 동위원소를 선택적으로 광펌핑시키는 단계; 상기 칼슘 원자빔에 펄스 레이저를 조사하여 상기 광펌핑된 표적 동위원소를 여기시키는 단계; 그리고, 상기 여기된 칼슘 원자빔에 또다른 펄스 레이저를 조사하여 상기 여기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The calcium isotope separation method of the present invention for solving the above problems is a method of selectively separating target isotopes from a calcium atom beam (steam) having a plurality of isotopes, continuous oscillation (cw) laser on the calcium atom beam Selectively optically pumping the target isotope by irradiating; Irradiating the calcium atomic beam with a pulsed laser to excite the light pumped target isotope; And photoionizing the excited target isotope by irradiating another pulsed laser beam to the excited calcium atom beam.

이때, 상기 연속발진형 레이저는 36731.62cm-2의 여기 준위와 공명을 이루며, 또한 상기 연속발진형 레이저에 의해 광펌핑된 준안정 준위는 21849.63 cm-1 준위인 것이 바람직하다.At this time, constitutes the excitation level and the resonance of the continuous emission type laser is 36731.62cm -2, it is also metastable level of an optical pumping by the continuous-wave laser is preferably 21849.63 cm -1 levels.

또한, 상기 광펌핑된 표적 동위원소를 여기시키는 레이저의 펄스 반복율은 10kHz 이상이며, 상기 레이저에 여기된 칼슘 동위 원소의 여기 준위가 40537.89cm-1 및 35818.71 cm-1 중 어느 하나인 것이 효과적이다.Also, the pulse repetition rate of the laser for exciting the optical pumping the target isotope is at least 10kHz, to the excitation level of the calcium isotope where in the laser of any one of 40537.89cm -1 cm -1 and 35818.71 is effective.

또한, 상기 펄스 레이저에 의해 여기된 칼슘 동위 원소의 여기 준위가 40537.89cm-1인 경우, 상기 여기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 레이저의 펄스 반복율이 10kHz 이상이며, 상기 레이저에 의한 자동이온화 준위가 59463.5 cm-1인 것이 유리하다.Further, when the excitation level of the calcium isotope excited by the pulsed laser is 40537.89 cm -1 , the pulse repetition rate of the laser for photoionizing the excited target isotope is 10 kHz or more, and the autoionization level by the laser is It is advantageous that it is 59463.5 cm -1 .

그리고, 상기 펄스 레이저에 의해 여기된 칼슘 동위 원소의 여기 준위가 35818.71 cm-1인 경우, 상기 여기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 레이저의 펄스 반복율이 10kHz 이하이며, 상기 레이저에 의한 자동이온화 준위가 60078.8 cm-1인 것이 좋다.When the excitation level of the calcium isotope excited by the pulsed laser is 35818.71 cm -1 , the pulse repetition rate of the laser for photoionizing the excited target isotope is 10 kHz or less, and the autoionization level by the laser is It is good to be 60078.8 cm -1 .

또한, 상기 광이온화된 표적 동위원소를 포함하는 원자빔에 전기장을 가하여 이온화된 표적 동위원소를 분리하는 것이 효과적이다.In addition, it is effective to separate an ionized target isotope by applying an electric field to the atomic beam containing the photoionized target isotope.

본 발명에 따르면, 종래의 전자기적 분리방법이나 통상의 레이저 광이온화 방법에서는 구현하기 곤란하였던 높은 생산성으로 칼슘 동위원소를 순도 높게 분리할 수 있다.According to the present invention, calcium isotopes can be separated in high purity with high productivity, which is difficult to implement in the conventional electromagnetic separation method or the conventional laser photoionization method.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 여러가지 동위 원소 중 표적 동위 원소만 선택적으로 광펌핑(소위, 선택적 광펌핑, isotope selective optical pumping, ISOP)한 후, 상기 광펌핑되어 여기된 표적 동위원소에 레이저를 조사하여 표적 동위원소만 광이온화 시킨 후 이를 전기장의 존재하에 분리하는 것을 특징으로 한다.The present invention selectively optically pumps only isotopes of various isotopes (so-called, isotope selective optical pumping, ISOP), and then irradiates a laser to the optically pumped excited isotopes to target only isotopes. After photoionization, it is characterized in that it is separated in the presence of an electric field.

광펌핑이라 함은 빛을 이용하여 원자를 바닥상태에서 여기된 상태로 변화시키는 작업을 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 표적 동위원소만 여기시키는 선택적 광펌핑을 이용한다. 선택적 광펌핑의 적정 조건을 도출하기 위해서는 가능한 수많은 여기상태 중 어떠한 여기상태가 다음 단계인 광이온화에 유리한지를 먼저 파악할 필요가 있으며, 또한 다른 동위원소들은 여기시키지 않으면서 표적 동위원소만 여기시키기 위해서는 어떠한 빛을 이용하여야 하는지에 대하여 미리 결정할 필요가 있다.Optical pumping refers to an operation of changing an atom from a ground state to an excited state using light, and the present invention uses selective optical pumping to excite only a target isotope. In order to derive the appropriate conditions for selective optical pumping, it is necessary to first identify which of the many possible excitation states is advantageous for the next step, photoionization, and to excite only the target isotopes without exciting other isotopes. It is necessary to decide in advance whether light should be used.

칼슘 원자는 30000 cm-1 보다 낮은 에너지 영역에 바닥준위인 4 1S0 (0 cm-1) 준위와 준안정 준위인 4 1D2 (21849.6 cm-1), 4 3P0 (15157.9 cm-1), 4 3P2 (15315.9 cm-1) 준위, 그리고 여기준위인 4 1P1 (23652.3 cm-1), 4 3P1 (15210.1 cm-1) 준위만이 존재하는 비교적 간단한 전자구조를 가진다. 또한 바닥준위인 4 1S0 준위와 여기준위인 4 1P1 준위 사이의 전기 쌍극자 모멘트(electric dipole moment)가 비교적 크고, 4 1P1 준위의 수명이 19 ns 로 매우 짧고, 4 1P1 준위로부터 준안정 준위인 4 1D2 준위로의 브랜칭 비율(branching ratio)이 바닥준위로의 브랜칭 비율(branching ratio) 보다 크기 때문에 광펌핑에 매우 유리하다. 즉, 이러한 경우칼슘원자가 4 1P1에 머물러 있지 않고 바닥준위 또는 4 1D2 준위로 브랜칭 되게 되는데, 4 1D2 준위로의 브랜칭 비율이 높기 때문에 용이하게 4 1D2 준위로 천이되는 것이다.Ca atom is a 4 1 S 0 (0 cm -1 ) levels of the metastable level 4 1 D 2 (21849.6 cm -1 ) floor level to the low energy region than 30000 cm -1, 4 3 P 0 (15157.9 cm - 1 ), a relatively simple electronic structure with only 4 3 P 2 (15315.9 cm -1 ) levels, and the 4 1 P 1 (23652.3 cm -1 ) and 4 3 P 1 (15210.1 cm -1 ) levels. Have In addition, the electric dipole moment between the ground level 4 1 S 0 and the excitation level 4 1 P 1 is relatively high, the lifetime of the 4 1 P 1 level is very short, 19 ns, and 4 1 P 1 Since the branching ratio from the level to the metastable level 4 1 D 2 level is larger than the branching ratio to the floor level, it is very advantageous for light pumping. That is, such a case will be readily shifted to 41 D 2 level because calcium atoms 41 do not stay in the P 1 there is presented branching to the ground level or a 41 D 2 level, a high branching ratio of a 4 1 D 2 level .

따라서, 칼슘의 경우 표적 동위원소를 다른 동위원소들로부터 분리할 경우에 는 그 광펌핑 단계에서 바닥준위인 41S0 준위로부터 4 1P1 준위로 여기시키는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 상기 4 1P1 준위는 준안정 준위인 4 1D2 준위로 브랜칭 되기 용이하므로 광펌핑에 유리한 것이다. 표적 동위원소가 광펌핑되는 4 1D2 준위의 수명은 2.3 ms 로서 이후 광이온화 단계에서 이용되기에 충분히 긴 값이다. 다시 말하면, 예를 들어 칼슘 원자빔을 900℃에서 발생시킬 경우 원자빔의 평균 속도는 약 800m/s가 되는데, 상기 준안정 준위 4 1D2 칼슘원자의 수명이 2.3 ms이므로 상기 수명동안 약 1.8 미터를 이동할 수 있는 긴 시간이 된다. 따라서, 광펌핑된 이후 광이온화 단계를 거치기 위한 추가적인 레이저 빔에 조사될 수 있는 충분한 거리를 이동할 수 있게 되는 것이다.Thus, in the case to remove the case of calcium target isotope from other isotopes it is preferred to herein as 4 1 P 1 level from the bottom level of 4 1 S 0 level in the optical pumping stage. As described above, since the 4 1 P 1 level is easily branched to the 4 1 D 2 level which is a metastable level, it is advantageous for optical pumping. The lifetime of the 4 1 D 2 level at which the target isotope is photopumped is 2.3 ms long enough to be used in subsequent photoionization steps. In other words, for example, when the calcium atom beam is generated at 900 ° C., the average speed of the atomic beam is about 800 m / s. Since the metastable level 4 1 D 2 calcium atom has a lifetime of 2.3 ms, it is about 1.8 years. It will be a long time to move the meter. Therefore, it is possible to move a sufficient distance to be irradiated to the additional laser beam for the light ionization step after the light pump.

상기와 같이 광펌핑된 칼슘 원자는 이후 추가적인 레이저 조사에 의해 보다 높은 중간준위를 거쳐 이온화 준위로 광이온화 되는 것이다.The photopumped calcium atoms are then ionized to an ionization level through a higher intermediate level by additional laser irradiation.

본 발명의 일구현례를 나타낸 도 1을 참조하여 상기 과정을 보다 상세히 설명한다. 이미 설명한 바 있듯이, 바닥준위(|1> 준위)인 4 1S0 준위의 칼슘 원자는 레이저 조사에 의하여 4 1P1 준위(|2> 준위)로 여기된다. 이때, 48Ca의 경우에는 여 기에 필요한 레이저의 파장은 272.16nm에 해당된다. 따라서, 48Ca를 여기시키기 위해서는 레이저 중 상기 272.16nm에 해당되는 레이저를 포함하는 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 레이저 중 272.16 nm를 포함하는 레이저라 함은 그 파장 분포 곡선의 피크가 272.16nm에 위치하지 않더라도 전체 파장 분포 곡선이 272.16nm 주파수를 포함하는 형태의 파장 분포를 가지는 레이저까지 포함하는 개념임에 유의할 필요가 있다. 물론, 가장 바람직한 레이저는 그 파장 분포 곡선의 피크(peak)가 실질적으로 272.16nm인 것이다. 또한, 펄스형 레이저의 경우 파워 브로드닝 효과가 커서 광펌핑시 다른 동위원소까지 광펌핑해 버릴 우려가 있기 때문에, 광펌핑 선택도를 향상시키기 위해서는 연속 발진형(cw) 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 연속발진형 레이저는 바닥상태의 표적 동위원소 원자에 대하여 지속적으로 광에너지를 공급할 수 있다는 점에서도 유리하다.With reference to Figure 1 showing an embodiment of the present invention will be described in more detail the above process. As already explained, the calcium atom at the 4 1 S 0 level, which is the bottom level (| 1> level), is excited to the 4 1 P 1 level (| 2> level) by laser irradiation. At this time, in the case of 48 Ca, the wavelength of the laser required here corresponds to 272.16 nm. Therefore, in order to excite 48 Ca, it is preferable to use the laser containing the said laser corresponding to 272.16 nm among lasers. Herein, a laser including 272.16 nm of the lasers is a concept that includes a laser having a wavelength distribution having a wavelength distribution of 272.16 nm even if the peak of the wavelength distribution curve is not located at 272.16 nm. It should be noted. Of course, the most preferred laser is one whose peak of the wavelength distribution curve is substantially 272.16 nm. In addition, in the case of pulsed lasers, since the power broadcasting effect is large, there is a possibility that optical pumping may be performed to other isotopes during optical pumping. Therefore, it is preferable to use a continuous oscillation (cw) laser to improve the optical pumping selectivity. . The continuous oscillation laser is also advantageous in that it can continuously supply optical energy to the target isotope atoms in the ground state.

상기 여기된 4 1P1 준위(|2> 준위)의 칼슘 원자는 이후 4 1D2 준위(|3> 준위)로 전이되거나 바닥준위(|1> 준위)로 전이되게 되는데, 바닥 준위(|1> 준위)로 전이된 칼슘원자는 다시 레이저 조사에 의해 4 1P1 준위(|2> 준위)로 여기될 수 있기 때문에 생산성 높게 광펌핑 할 수 있다.The excited calcium atoms of the 4 1 P 1 level (| 2> level) are then transferred to the 4 1 D 2 level (| 3> level) or to the bottom level (| 1> level). 1> level, the calcium atoms can be excited by the laser irradiation back to the 4 1 P 1 level (| 2> level), so that the productivity can be optically pumped.

이후 광이온화를 위한 중간단계로 상기 광펌핑된 칼슘원자를 다시 여기하는 과정이 필요한데, 본발명의 일측면에서는 상기 광펌핑된 4 1D2 준위(|3> 준위)의 칼슘원자는 이후 펄스 레이저에 의해 중간 준위인 1F3 (40537.89 cm-1) 준위(|4> 준위)로 여기될 수 있다. 이때, 1D21F3 전이선의 아인슈타인 A 값이 108 s-1으로 매우 크기 때문에 낮은 출력의 레이저로도 칼슘 원자를 쉽게 여기시킬 수 있다. 또한, 이미 광펌핑된 1D2 준위의 칼슘 원자의 에너지 상태는 바닥준위의 칼슘 원자의 에너지 상태와 큰 차이가 나기 때문에 펄스 레이저에 의한 파워 브로드닝 현상이 발생하더라도 바닥 준위에 위치하는 원자에게 까지 영향을 미치지 아니한다. 따라서, 생산성 양호하게 칼슘 원자의 표적 동위원소를 분리할 수 있는 것이다. 이때 사용되는 레이저의 파장은 534.95nm인 것이 바람직하다.Thereafter, a process of re-exciting the optically pumped calcium atom is necessary as an intermediate step for photoionization. In one aspect of the present invention, the optically pumped 4 1 D 2 level (| 3> level) calcium atom is then pulsed. By the intermediate level 1 F 3 (40537.89 cm -1 ) level (| 4> level). At this time, since the Einstein A value of the 1 D 21 F 3 transition line is 10 8 s −1 , calcium atoms can be easily excited even with a low power laser. In addition, the energy state of the already-pumped calcium atoms in the 1 D 2 level is very different from the energy states of the calcium atoms in the bottom level, so even if a power-broadcasting phenomenon occurs due to a pulsed laser, the atoms are located at the bottom level. It has no effect. Therefore, the target isotope of a calcium atom can be isolate | separated favorably. The wavelength of the laser used at this time is preferably 534.95nm.

상기 1F3 준위로 여기된 칼슘 원자는 이후 추가적인 레이저 조사를 통하여 광이온화 된다. 상기 1F3 준위로 여기된 칼슘 원자는 두가지 형태(|5> 또는 |5' 준위)로 광이온화 될 수 있다. 그 중 하나는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 전 단계에서 여기된 칼슘 원자에 528.24nm에 해당하는 파장의 펄스 레이저를 이용하여 자동 이온화 준위(|5> 준위, 59463.5cm-1)로 이온화 시키는 것을 들 수 있으며, 다 른 하나는 531.59nm에 해당하는 펄스 레이저를 이용하여 자동 이온화 준위(59344.1 cm-1)로 이온화 시키는 것을 들 수 있다. 양자 모두 여기된 칼슘 원자를 이온화시키는데 효과적이나 그 중에서도 528.24nm에 해당하는 파장의 펄스 레이저를 이용하여 자동 이온화 준위로 광이온화 시키는 방법이 더욱 바람직하다(도 1(a)). 상기 528.24nm 파장에 대한 여기준위의 광이온화 단면적은 약 4×10-16로서 펄스당 출력 밀도가 3mJ/pulse/cm2인 레이저를 사용할 경우 여기된 원자를 80% 이상 이온화 시킬 수 있음을 의미한다.Calcium atoms excited to the 1 F 3 level is then photoionized through additional laser irradiation. Calcium atoms excited to the 1 F 3 level may be photoionized in two forms (| 5> or | 5 'levels). One of them is to ionize to an automatic ionization level (| 5> level, 59463.5 cm -1 ) using a pulsed laser with a wavelength of 528.24 nm on the calcium atom excited in the previous step as shown in FIG. The other one is ionization to an automatic ionization level (59344.1 cm −1 ) using a pulse laser corresponding to 531.59 nm. Both are effective for ionizing the excited calcium atoms, and among them, a method of photoionizing at an automatic ionization level using a pulse laser having a wavelength corresponding to 528.24 nm is more preferable (Fig. 1 (a)). The photoionization cross-sectional area of the excitation level for the 528.24nm wavelength is about 4 × 10 -16 , which means that the excited atoms can be ionized by 80% or more when using a laser having an output density of 3mJ / pulse / cm 2 per pulse. .

도 2를 통하여 본 발명의 또다른 구현례를 설명한다. 도 2에 도시된 방법은 여기준위와 광이온화 준위의 에너지 상태를 도 1과는 다르게 조정한 것으로서 칼슘 동위원소를 선택적으로 이온화 시키는 또다른 바람직한 경우에 해당되는 것이다. 도 2에 도시되어 있듯이, 4 1S0 준위의 칼슘 원자를 선택적으로 4 1D2 준위로 광펌핑 시키는 과정은 상기 도 1를 참고로 하여 설명한 구현례와 동일하다. 따라서, 상기 광펌핑 과정에 대한 설명은 생략한다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. The method shown in FIG. 2 is an energy state of the excitation level and the photoionization level that is different from that of FIG. 1, which corresponds to another preferred case of selectively ionizing calcium isotopes. As illustrated in FIG. 2, the process of selectively pumping calcium atoms of the 4 1 S 0 level to the 4 1 D 2 level is the same as the embodiment described with reference to FIG. 1. Therefore, the description of the optical pumping process is omitted.

이후, 본 구현례에서는 여기준위로 1F3 준위를 이용하는 것이 아니라 3F3 준위(35818.71 cm-1)를 이용한다. 상기 3F3 준위 역시 1D23F3 전이선의 아인슈타인 A 값이 108 s-1 정도로 매우 크기 때문에 낮은 출력의 레이저로도 칼슘원자를 쉽게 여기시킬 수 있다는 장점이 있다. 이후, 상기 여기준위의 칼슘 원자는 추가적인 레이저 조사에 의해 최종 광이온화 된다. 상기 광이온화를 위하여 조사되는 레이저에는 두가지 종류가 있을 수 있으며 도 2에서 볼 수 있듯이 전단계에서 여기된 칼슘 원자에 412.10nm에 해당하는 파장의 펄스 레이저를 이용하여 자동 이온화 준위(|5> 준위, 60077.8cm-1)로 이온화 시키는 것을 들 수 있으며, 다른 하나는 434.46nm에 해당하는 펄스 레이저를 이용하여 자동이온화 준위 (58829.6 cm-1)로 이온화시키는 것을 들 수 있다. 양자 모두 여기된 칼슘 원자를 이온화시키는데 효과적이나 그 중에서도 412.10nm에 해당하는 파장의 펄스 레이저를 이용하여 자동 이온화 준위로 광이온화 시키는 방법이 더욱 바람직하다(도 2(a)). 상기 412.10nm 파장에 대한 여기준위의 광이온화 단면적은 약 4×10-16로서 펄스당 출력 밀도가 3mJ/pulse/cm2인 레이저를 사용할 경우 여기된 원자를 80% 이상 이온화 시킬 수 있음을 의미한다.Thereafter, the present embodiment uses the 3 F 3 level (35818.71 cm -1 ) rather than the 1 F 3 level as the excitation level. The 3 F 3 level also has the advantage that the Einstein A value of the 1 D 23 F 3 transition line is very large, such as 10 8 s −1, so that calcium atoms can be easily excited even with a low power laser. Thereafter, the calcium atoms of the excitation level are finally photoionized by additional laser irradiation. There are two types of lasers irradiated for photoionization, and as shown in FIG. 2, an automatic ionization level (| 5> level, 60077.8 using a pulse laser having a wavelength of 412.10 nm for the calcium atom excited in the previous step is shown. ionizing to cm -1 ), and the other is ionizing to an autoionization level (58829.6 cm -1 ) using a pulse laser corresponding to 434.46 nm. Both are effective for ionizing the excited calcium atoms, and among them, a method of photoionizing at an automatic ionization level using a pulse laser having a wavelength of 412.10 nm is more preferable (Fig. 2 (a)). The photoionization cross-sectional area of the excitation level for the wavelength of 412.10 nm is about 4 × 10 -16 , which means that the excited atoms can be ionized by 80% or more when using a laser having an output density of 3mJ / pulse / cm 2 . .

따라서, 본 발명의 칼슘 동위원소 분리 방법은 칼슘 원자빔에 연속발진형(cw) 레이저를 조사하여 표적 동위원소를 선택적으로 광펌핑시키는 단계; 상기 칼슘 원자빔에 펄스 레이저를 조사하여 상기 광펌핑된 표적 동위원소를 여기시키는 단계; 그리고 상기 여기된 칼슘 원자빔에 또다른 펄스 레이저를 조사하여 상기 여 기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the calcium isotope separation method of the present invention comprises the steps of selectively optically pumping the target isotope by irradiating a continuous oscillation (cw) laser to the calcium atomic beam; Irradiating the calcium atomic beam with a pulsed laser to excite the light pumped target isotope; And irradiating another pulsed laser beam to the excited calcium atom beam to photoionize the excited target isotope.

상기와 같이 광이온화된 칼슘 동위원소는 주위에 형성된 전기장에 의하여 인력이 작용하는 전극쪽으로 이동하여 최종 포집되게 된다.As described above, the photo-ionized calcium isotope is moved toward the electrode where the attractive force acts by the electric field formed around the final isolator.

이하에서는 도 3을 참고하여 상기 칼슘 동위원소를 포함하는 원자빔을 형성하는 전처리 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a pretreatment method of forming an atomic beam including the calcium isotope will be described with reference to FIG. 3.

우선, 칼슘 금속(1)을 가열하여 칼슘 증기(칼슘 원자빔)(3)를 얻는 과정이 필요하다. 이때, 충분한 양의 칼슘 원자 빔을 얻기 위해서는 상기 가열온도는 600℃ 이상인 것이 바람직하며, 반면 너무 높은 온도로 가열할 경우에는 칼슘 원자의 밀도가 과다하게 증가하여 바람직하지 않으므로 상기 가열온도의 상한은 900℃로 하는 것이 바람직하다. 상기 얻어진 칼슘 증기(3)는 낮은 밀도로 인하여 상부로 부상하게 되는데, 부상되는 칼슘 증기(3)에 대하여 도 3에 도시한 바와 같이 표적 동위원소를 광펌핑하기 위한 연속발진형(cw) 레이저(4)를 조사하고, 이후 상기 레이저 조사부 상부에 설치된 펄스형 레이저(5,6)에 의해 칼슘 원자빔 중 광펌핑된 표적 동위원소를 여기 및 광이온화 시키는 과정이 이루어진다.First, a process of heating calcium metal 1 to obtain calcium vapor (calcium atom beam) 3 is necessary. In this case, in order to obtain a sufficient amount of calcium atom beam, the heating temperature is preferably 600 ° C. or higher. On the other hand, when the heating temperature is too high, the density of calcium atoms is excessively increased, which is not preferable, so the upper limit of the heating temperature is 900. It is preferable to set it as ° C. The obtained calcium vapor (3) is floated to the top due to the low density, the continuous oscillation (cw) laser for light pumping the target isotope as shown in FIG. 4) is irradiated, and then a process of exciting and photoionizing a target isotope photocatalyst of the calcium atom beam is performed by pulsed lasers 5 and 6 installed above the laser irradiation unit.

이때, 칼슘 원자빔에 포함된 칼슘 원자는 레이저(4)가 조사되는 방향(도면상 수평방향)에 대하여 상대 거리가 일정하게 유지되는 것이 아니라, 수평방향으로도 운동을 하기 때문에 레이저광과 운동하는 원자사이에는 도플러 효과가 발생하게 된다. 이러한 도플러 효과에 의해 실제 조사하는 레이저광의 파장 범위에서 벗어나는 파장이 원자빔에 조사되는 것과 같은 효과가 발생되고 그에 따라 도 4에 도시한 바와 같은 4 1S0 → 4 1P1 전이선의 분포를 가지는 각 칼슘 동위원소들 중 48Ca가 아닌 다른 동위원소, 특히 48Ca로부터 동위원소 이동(shift)이 크지 않고 그 함량이 많은 44Ca의 경우에는 확장된 파장범위에 의하여 상당량 광펌핑되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 예를 들어 48Ca를 분리할 경우에는 44Ca가 함께 광펌핑되지 않도록 하는것이 중요한데, 그러하기 위해서는 원자들의 레이저 조사방향으로의 운동을 감소시켜 도플러 효과가 최소화되도록 하여야 할 필요가 있다. At this time, the calcium atoms contained in the calcium atom beam are not maintained at a constant distance with respect to the direction in which the laser 4 is irradiated (horizontal direction on the drawing), but also move in the horizontal direction. Doppler effects occur between atoms. Such a Doppler effect produces an effect such that a wavelength deviating from the wavelength range of the laser light actually irradiated is irradiated to the atomic beam and thus has a distribution of 4 1 S 0 → 4 1 P 1 transition lines as shown in FIG. 4. for each calcium isotope s of 48 Ca different isotopes, in particular 48 Ca without isotope move (shift) is not large, from the number of the content it is 44 Ca not there is a possibility that a large extent optically pumped by the extended wavelength range, . Thus, for example, when 48 Ca is separated, it is important that 44 Ca is not optically pumped together. In order to do so, it is necessary to reduce the movement of atoms in the direction of laser irradiation to minimize the Doppler effect.

이를 위해서는 원자빔의 발산각을 제한하는 것이 효과적이며, 도 3에 도시한 바와 같이 원자빔 콜리메이터(2)를 이용하여 원자빔의 폭을 제한하는 것이 보다 바람직하다.To this end, it is effective to limit the divergence angle of the atomic beam, and as shown in FIG. 3, it is more preferable to limit the width of the atomic beam using the atomic beam collimator 2.

상기 44Ca가 48Ca로부터 분리될 수 있도록 하기 위해서는 상기 원자빔의 도플러 선폭이 약 200MHz 이하가 되도록 하고, 단일 주파수의 연속발진형 레이저를 이용하여 광펌핑하는 것이 효과적이다. 도 5는 도플러 선폭이 100 MHz 인 칼슘 원자 빔을 대상으로 4 1S0 -> 4 1P1 전이선을 광펌핑 전이선으로 사용하고, 출력이 5W 인 연속발진형 레이저가 직경이 10 mm 인 가우시안 세기(Gaussian intensity) 모양을 가질 때, 광펌핑 과정의 동위원소 선택도를 계산한 결과이다. 자연 성분비가 0.187%인 48Ca을 대상으로 했을 때 92.9%의 준안정 준위의 광펌핑 선택도를 얻을수 있음을 알수 있다. 동위원소 이동이 1 GHz 내외임을 고려할 때, 본 발명의 동위원소 선택도가 매우 높음을 알 수 있다.In order to allow the 44 Ca to be separated from the 48 Ca, it is effective that the Doppler line width of the atomic beam is about 200 MHz or less, and optically pumped using a single frequency continuous oscillation laser. 5 shows a 4 1 S 0- > 4 1 P 1 transition line as a light pumping transition line for a calcium atom beam having a Doppler line width of 100 MHz, and a continuous oscillation laser having a power of 5 W has a diameter of 10 mm. This is the result of calculating the isotopic selectivity of the light pumping process when it has a Gaussian intensity shape. When 48 Ca of 0.187% of natural component is used, it can be seen that the optical pumping selectivity of metastable level of 92.9% can be obtained. Considering that the isotope shift is around 1 GHz, it can be seen that the isotope selectivity of the present invention is very high.

따라서, 본 발명의 칼슘 동위원소 분리방법은 생성된 원자빔에 대하여 도플러 선폭을 200MHz 이하로 제한하는 단계를 전처리 단계로 더 포함하는 것이 바람직하다.Therefore, the calcium isotope separation method of the present invention preferably further includes a step of limiting the Doppler line width to 200 MHz or less with respect to the generated atomic beam as a pretreatment step.

48Ca 동위원소 등 상업적인 칼슘 동위원소 분리에 본 발명에서 고안한 방법을 적용하여 연간 수kg/년 생산을 목표로 할 경우 연속발진형 광펌핑 레이저는 약 500 mW의 출력으로 가능하며, 여기 과정의 펄스 레이저는 약 5W, 이온화 과정의 펄스 레이저는 약 50W 정도에서, 펄스 반복율은 10 kHz 이상이면 가능하다. When the method devised in the present invention is applied to commercial calcium isotope separation such as 48 Ca isotope and aims to produce several kilograms / year per year, the continuous oscillation type optical pumping laser is capable of output of about 500 mW. If the pulse laser is about 5W, the ionization pulse laser is about 50W, and the pulse repetition rate is 10 kHz or more.

도 1은 본 발명의 바람직한 일구현례에서 표적 동위원소의 준위가 전이하는 현상을 나타내는 개념도, 1 is a conceptual diagram showing a phenomenon of transition of the level of the target isotope in one preferred embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 바람직한 또하나의 구현례에서 표적 동위원소의 준위가 전이하는 현상을 나타내는 개념도, 2 is a conceptual diagram showing a phenomenon of transition of the level of the target isotope in another preferred embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 방법에서 표적 동위원소를 분리하는 과정을 설명하는 개략도,3 is a schematic diagram illustrating a process for separating target isotopes in the method of the present invention;

도 4는 본 발명에서 대상으로 하는 칼슘의 동위원소들의 4 1S0 에서 4 1P1 상태로의 전이선을 나타내는 그래프, 그리고Figure 4 is a graph, and showing a transition line at 4 0 1 S of the isotope of calcium as 4 1 P 1 state to the target in the present invention

도 5는 본 발명의 일실시예에서 원자빔의 도플러 선폭을 100MHz으로 제한하여 48Ca 동위원소를 분리하였을 때 각 동위원소들의 존재비를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the abundance of each isotope when 48 Ca isotopes are separated by limiting the Doppler line width of the atomic beam to 100 MHz in one embodiment of the present invention.

Claims (6)

다수의 동위원소를 갖는 칼슘 원자빔(증기)로부터 표적 동위원소를 선택적으로 분리하는 방법으로서,A method for selectively separating target isotopes from a calcium atom beam (vapor) having multiple isotopes, 칼슘 원자빔에 연속발진형(cw) 레이저를 조사하여 표적 동위원소를 선택적으로 광펌핑시키는 단계; Selectively optically pumping a target isotope by irradiating a continuous oscillation (cw) laser to a calcium atom beam; 상기 칼슘 원자빔에 펄스 레이저를 조사하여 상기 광펌핑된 표적 동위원소를 여기시키는 단계; 그리고,Irradiating the calcium atomic beam with a pulsed laser to excite the light pumped target isotope; And, 상기 여기된 칼슘 원자빔에 또다른 펄스 레이저를 조사하여 상기 여기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 단계;Irradiating the excited calcium laser beam with another pulsed laser to photoionize the excited target isotope; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼슘 동위원소 분리방법.Calcium isotope separation method comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 연속발진형 레이저는 36731.62cm-2의 여기 준위와 공명을 이루며, 또한 상기 연속발진형 레이저에 의해 광펌핑된 준안정 준위는 21849.63 cm-1 준위인 것을 특징으로 하는 칼슘 동위원소 분리방법.The method of claim 1, wherein the continuous emission laser forms the excitation level and the resonance of 36731.62cm -2, also metastable level by the pumping light and continuous emission laser, characterized in that calcium levels 21849.63 cm -1 Isotope separation method. 제 1 항에 있어서, 상기 광펌핑된 표적 동위원소를 여기시키는 레이저의 펄 스 반복율은 10 kHz 이상이며, 상기 레이저에 여기된 칼슘 동위 원소의 여기 준위가 40537.89cm-1 및 35818.71 cm-1 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼슘 동위원소 분리방법.The method of claim 1, wherein the pulse repetition rate of the laser for exciting the optical pumping targeted isotope is at least 10 kHz, the excitation level of the calcium isotope where in any of the laser 40537.89cm -1 cm -1 and 35818.71 Calcium isotope separation method characterized in that one. 제 3 항에 있어서, 상기 펄스 레이저에 의해 여기된 칼슘 동위 원소의 여기 준위가 40537.89cm-1인 경우, 상기 여기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 레이저의 펄스 반복율이 10 kHz 이상이며, 상기 레이저에 의한 자동이온화 준위가 59463.5 cm-1인 것을 특징으로 하는 칼슘 동위원소의 분리방법.The pulse repetition rate of a laser for photoionizing the excited target isotope is 10 kHz or more, when the excitation level of the calcium isotope excited by the pulse laser is 40537.89 cm -1 . Auto-ionization level by the separation method of calcium isotope, characterized in that 59463.5 cm -1 . 제 3 항에 있어서, 상기 펄스 레이저에 의해 여기된 칼슘 동위 원소의 여기 준위가 35818.71 cm-1인 경우, 상기 여기된 표적 동위원소를 광이온화 시키는 레이저의 펄스 반복율이 10 kHz 이상이며, 상기 레이저에 의한 자동이온화 준위가 60078.8 cm-1인 것을 특징으로 하는 칼슘 동위원소의 분리방법.The pulse repetition rate of the laser for photoionizing the excited target isotope is at least 10 kHz when the excitation level of the calcium isotope excited by the pulse laser is 35818.71 cm -1 . Auto-ionization level by the separation method of calcium isotope, characterized in that 60078.8 cm -1 . 제 1 항에 있어서, 상기 광이온화된 표적 동위원소를 포함하는 원자빔에 전 기장을 가하여 이온화된 표적 동위원소를 분리하는 것을 특징으로 하는 칼슘 동위원소의 분리 방법.The method of claim 1, wherein the ionized target isotope is separated by applying an electric field to an atomic beam including the photoionized target isotope.
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