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核同质异能素 $^{229\mathrm{m}}\mathrm{Th}$ 具有约 $8\,\mathrm{eV}$ 的激发能，是核钟的主要候选，将彻底革新精密测量和基础物理研究。近期在 $^{229\mathrm{m}}\mathrm{Th}$ 辐射衰变观测以及在 $^{229}\mathrm{Th}$ 掺杂晶体中直接核激光激发方面取得的突破性进展，激发了一系列面向固态核钟实现的基础性工作。然而，主要从 $^{233}\mathrm{U}$ 衰变中提取的 $^{229}\mathrm{Th}$ 在全球范围内的稀缺性，以及制备高掺杂 $^{229}\mathrm{Th}$ 晶体靶材所面临的材料科学挑战，构成了核钟发展的严重瓶颈。在此，我们通过展示将 $^{232}\mathrm{Th}$ 掺杂晶体原位转化为 $^{229}\mathrm{Th}$ 掺杂变体，提出了应对这些挑战的解决方案。利用天然丰度高的 $^{232}\mathrm{Th}$ 同位素作为前驱体，能够实现用于固态核钟的 $\mathrm{SrF}_2$ 晶体的安全且可规模化的生产。通过电子束轫致辐射诱导的光核反应，我们在 $^{232}\mathrm{Th}:\mathrm{SrF}_2$ 和 $^{232}\mathrm{Th}:\mathrm{CaF}_2$ 晶体中实验验证了这种光核转化技术，同时保持了它们的真空紫外透光性。该过程通过 $(\gamma, 3n)$、$(\gamma, 2np)$ 和 $(\gamma, 2pn)$ 反应生成 $^{229\mathrm{m,g}}\mathrm{Th}$ 以及母体同位素 $^{229}\mathrm{Ac}$ 和 $^{229}\mathrm{Ra}$。离线 $\gamma$ 射线能谱显示 $^{229}\mathrm{Th}$ 浓度达到约 $10^{9}\,\mathrm{cm}^{-3}$ 量级。利用高通量宽带伽马射线源，$^{229}\mathrm{Th}$ 浓度可能在数小时内达到 $10^{15}\,\mathrm{cm}^{-3}$，与直接激光激发实验中使用的晶体相当。此外，虽然对辐照后的 $\mathrm{SrF}_2$ 和 $\mathrm{CaF}_2$ 晶体的真空紫外光谱显示存在 $^{229\mathrm{m}}\mathrm{Th}$ 直接光子衰变的证据，但 $\mathrm{SrF}_2$ 晶体的真空紫外透光性基本上无需任何退火即可恢复，这对于 $^{229}\mathrm{Th}$ 的长期辐照生产具有重要意义。该方法克服了同位素可用性和放射性操作方面的关键限制，为探索各种固态基质晶体以及核钟的可规模化生产铺平了道路。
