O interesse em fotoionização seletiva de isótopos terras-raras tem crescido nas últimas décadas devido às suas aplicações industriais e médicas. Dentre os elementos das terras-raras o Instituto de Estudos Avançados (IEAv) tem especial interesse no neodímio que pode ser utilizado como poderoso ímã permanente, como meio laser, bem como na produção de baterias nucleares auxiliares para satélites. O processo de separação isotópica via laser do átomo de neodímio exige um conhecimento prévio dos seus níveis de energia e suas frequências de absorção. Neste trabalho foi empregada a técnica de espectroscopia optogalvânica de múltiplos passos, limitada por Doppler, em lâmpada de catodo oco comercial com descarga contínua (DC), a fim de identificar as duas primeiras frequências de absorção sequencial, partindo do estado fundamental do neodímio na região espectral entre 580 e 600 nm. As cinco transições do estado fundamental do primeiro fóton nesta região foram identificadas pela espectroscopia optogalvânica, utilizando um laser de corante bombeado por laser de Nd:YAG. A partir da base dados NIST, foram calculadas as possíveis transições de segundo fóton a partir do nível excitado pelo primeiro fóton. Dentre as possíveis transições, foram obtidas experimentalmente sete transições de segundo fóton, quatro delas não estão presentes na literatura disponível e consultada. Nesta etapa, foram empregados dois lasers de corante bombeados por dois lasers de vapor de cobre. Espectros de emissão da lâmpada de catodo oco foram previamente obtidos para a identificação das transições do neodímio e neônio (gás de preenchimento na lâmpada de catodo oco comercial). A simulação do espectro foi empregada para comparação com os dados experimentais, facilitando a interpretação de dados.

O interesse em fotoionização seletiva de isótopos dos elementos de terras raras tem crescido nos últimos anos em virtude de suas múltiplas aplicações tecnológicas ligadas à energia, à medicina e aplicações envolvendo segurança nacional. Dentre os elementos das terras raras, o Instituto de Estudos Avançados (IEAv) tem especial interesse no neodímio, que pode ser utilizado como poderoso ímã permanente, como meio laser e na produção de baterias nucleares auxiliares para satélites. Por se tratar de um assunto economicamente estratégico, dados envolvendo o processo de enriquecimento a laser desses elementos não são disponibilizados na literatura. Diante disso, o presente trabalho dedicou-se à espectroscopia do átomo de neodímio na região espectral compreendida entre 575 nm e 600 nm. Os experimentos foram realizados por meio de uma técnica sub-Doppler, combinada com a detecção optogalvânica, conhecida como espectroscopia optogalvânica intermodulada. Ao todo sete transições partindo do estado fundamental 4f 4 6s2 5I4, foram investigadas para determinar os desvios isotópicos e números de onda absolutos de seus isótopos. Devido ao alargamento Doppler residual presente nos espectros experimentais não foi possível observar as estruturas hiperfinas dos isótopos de massa ímpar, i.e., somente os isótopos de massa par foram observados. Os resultados obtidos auxiliarão no desenvolvimento de um processo, a partir do isótopo 146Nd, para obtenção do isótopo radioativo 147Pm, que pode ser utilizado na produção de baterias nucleares auxiliares de satélites, contribuindo, assim, para alavancar o desenvolvimento da área aeroespacial do Brasil. Além disso, estes resultados são de fundamental importância no desenvolvimento desse processo, uma vez que foram determinados os comprimentos de ondas necessários para a sintonia do laser, que define a seletividade do isótopo de interesse.