@ 2017.05.13 , 11:00

钚元素的新发现有助于核废料处理

钚元素是核能工业的一种重要原料,近期佛罗里达州立大学的Thomas Albrecht-Schmitt教授证实钚元素的化合物结构与先前设想并不完全相同。这一发现将有助于发展清理核废料的新技术。该研究已发表在自然化学杂志上。

Albrecht-Schmitt和研究团队研究钚元素(元素周期表中Pu)已经有近20年了,致力于理解其化学性质和与更轻的如铁和镍等元素的区别。出乎意料的是,他的团队在实验室中组装的钚-有机混合化合物行为方式与更轻元素的化合物十分类似。

Albrecht-Schmitt说道:“这一发现中最有意思的是这种材料无毒,而且非常非常简单。你可能会遐想连篇‘哇,我也能用其他重元素合成这类化合物。’我能用其他元素如铀或者锫(音同陪)元素合成。”

团队观察到电子在两个不同的钚离子之间反复左右横跳。

钚元素的新发现有助于核废料处理
credit: 煎蛋第十三位画师ZZCW

两个正离子之间电子的运动通常发生在更轻元素的离子之间,比如铁,这也是为什么生物学中经常利用轻元素实现化学反应。

由于这种化合物的颜色,Albrecht-Schmitt称他的团队立即意识到这是一项他们在实验室造出的化合物中前所未见的独特性质。

Albrecht-Schmitt说道:“钚会疯狂呈现出各种颜色。可以是□□紫,可以是少女粉。还可能是超黑蓝。这种化合物是棕褐色的,就像是美丽的棕色巧克力棒。当我们看到这种颜色时,我们就意识到某些东西肯定不一般。”

Albrecht-Schmitt的工作是实验室工作的一部分,整体目标是更好地理解元素周期表最底部的重元素。去年,他收到了能源部的一千万美元赞助,成立了新的能源前沿研究中心,着重研究核废料的清理问题。

Albrecht-Schmitt说道:“要制造出能捕获钚元素的材料,首先需要从最基础的层面理解钚元素,掌握其电子特性。也就是说要制造非常简单的化合物,从细处研究其特性,从实验和理论角度理解所观察到的所有性质。”

Albrecht-Schmitt和他的团队正在针对锎(音同开)元素和锫元素进行类似的研究。

论文原文:nature.com/articles/doi:10.1038/nchem.2777

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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