“离子”X射线晶体谱仪研发获进展

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近期，中国科学院近代物理研究所原子物理中心科研人员自主研发了用于内壳多空穴离子X射线精细结构测量的宽带高分辨晶体谱仪，相关成果于4月3日发表在光谱学期刊Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy上。

解析内壳多空穴离子的X射线精细结构不仅是研究量子电动力学、理解量子多体相互作用的有效途径，同时在天体物理、高能量密度物理、激光等离子体物理等诸多研究领域有着十分重要的意义和潜在应用价值。常规X射线探测器（如高纯锗、硅漂移探测器）虽然有很高的测量带宽，但由于受电子-空穴对统计精度的影响，其能谱分辨力仅在102左右，无法解析X射线的精细结构。

近代物理所科研人员提出了一种针对多空穴离子X射线谱特点的弯晶谱仪几何构型，并从数学角度证明了其可行性，该构型在保证测量带宽的同时不损失谱仪分辨力。

基于上述构型，近代物理所团队自主研发了晶体谱仪，在0.6-18 keV的动态范围内实现了0.25-1.2 keV的单次曝光带宽，全动态范围内的能谱分辨力好于103，探测效率较传统平面晶体谱仪提高两个数量级。

该成果为在兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）、低能量强流高电荷态重离子研究装置（LEAF）和强流重离子加速器装置（HIAF）上开展多空穴离子的奇异电磁跃迁实验研究奠定了基础。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.sab.2024.106918

  谱仪的机械结构及典型测试结果。近代物理所供图。

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