當能量在壓力下被添加到鈾中時，會產生沖擊波，即使是很小的樣本也會像小爆炸一樣蒸發(fā)。通過使用更小、可控的爆炸，物理學家可以在安全的實驗室環(huán)境中進行小規(guī)模測試，而以前只能在更大、更危險的爆炸實驗中進行測試。

在本研究中，是激光將能量沉積到目標上，但也會得到同樣鈾等離子體的形成和隨時間變化的演化，通過實驗室里的這些小規(guī)模爆炸，可以理解類似的物理現象。

在一項新實驗中，科學家使用激光對原子鈾進行燒蝕，竊取原子鈾的電子，直到原子鈾電離并變成等離子體，同時記錄等離子體冷卻、氧化和形成更復雜的鈾化學反應。在研究中將鈾的種類和反應路徑放在空間和時間的地圖上，以發(fā)現它們形成的時間是多少納秒，以及等離子體發(fā)展的哪個階段。在發(fā)表于《等離子體物理學》期刊上的研究論文中，作者們發(fā)現，鈾與不同比例的氧氣混合后，會形成更復雜的分子，如一氧化鈾、二氧化鈾和其他更大的組合。

科學家們使用了光發(fā)射，觀察激發(fā)態(tài)衰變?yōu)榛鶓B(tài)。鈾有92個電子和1600個能級，可以產生復雜的光譜，即使用高分辨率的光譜也很難解釋。該研究著重研究了等離子體中的一次能量躍遷，仔細研究了等離子體羽流的形態(tài)、與不同濃度氧氣的碰撞相互作用，以及諸如羽流約束和粒子速度等其他因素，以繪制出從原子鈾到更復雜鈾氧化物物過程的的詳細圖景。

這些數據對于利用激光探測材料并詳細描述其元素組成的技術具有重要意義，比如火星好奇號漫游者上的激光光譜系統。它還可以用于一種便攜式設備，通過測試濃縮鈾生產的證據來核查測量等。在這個問題上還有很多工作要做，這是一個科學問題，因為沒有人知道那些較高氧化物在可見光區(qū)域的光發(fā)射，研究人員希望提供數據來填補這些空白。

博科園｜研究/來自：美國物理學會

參考期刊《等離子體物理學》

DOI: 10.1063/1.5087704

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