科学家偶然发现钚的一种新稳定形式

2019年10月21日 13:58 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,一组科学家偶然发现了一种新的稳定形式的钚。众所周知,这种不稳定元素通常很难运输、储存和处理,但最新的这一发现将可能会带来解决这些问题的新方法。

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钚作为一种强大能源的同时还是一种潜在的毁灭性物质,其一些同位素可以存在数千万年,如果它进入地下水,那绝对是一个再遭不过的消息了。

鉴于这些利害关系,人们必须要尽可能多地去了解钚以确保尽可能安全生产、使用、运输、储存并处理它。Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf(以下简称HZDR)的科学家们就在这样做的时候却意外地发现了一种新的稳定形式的钚。

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钚样本

二氧化钚是一种相对比较安全的形式,它是一种不溶于水、熔点很高、相对稳定的陶瓷材料。二氧化钚的纳米颗粒可以由不同前驱体、以不同的钚同位素的形式制成。当研究人员在尝试使用一种名为钚(VI)(或Pu (VI))的前驱体溶解在水中时发现了一个奇怪的反应:在转化为二氧化钚的过程中,钚(VI)经历了一个稳定的过渡阶段。它似乎是五价钚或Pu (V),但这种形式通常不是固体的也不稳定。事实上,这一发现极其令人惊讶以致于研究小组最初的反应是认为合成出了问题。

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“每次我们从其他前驱体Pu (III)、Pu (IV)或Pu (V)中制造纳米颗粒时反应都非常快,但在这里我们观察到一种奇怪的现象,”该研究的首席研究员Kristina Kvashnina表示,“化学家们完全不敢相信,但结果很清楚。”

为了证实他们的发现,研究人员在X射线吸收光谱仪Rossendorf Beamline (ROBL) 上进行了测试。该设备可以研究放射性物质能量,通过将它们暴露在X射线下来测量它们的荧光。

果不其然,实验证实了新的Pu (V)状态。研究人员甚至还在3个月后再次检查时看到了这种材料的稳定性。

确切地说,这个新发现将会带来怎么样的结果还不清楚,但研究小组表示,在试图预测核废料在很长一段时间内会发生什么变化时需要考虑这个问题

相关研究报告已发表在《Angewandte Chemie》上。

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