检测极限压至十亿亿分之一 中国科学家实现一种极稀有同位素极限检测

中国科学家近日将一种极稀有、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》(Nature Physics)。

　　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。

　　此项工作解决了地质、生物样品中钙-41同位素的探测难题，使得钙-41有望作为示踪定年同位素被应用于地球科学和考古学等领域。

　　自然界岩石和生物骨质普遍含有丰富的钙元素，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。