Eines der schwersten bekannten Elemente kann mehr modifiziert werden als von Wissenschaftlern angenommen - was möglicherweise die Tür für neue Wege des Recyclings von Kernbrennstoffen und eine verbesserte Langzeitlagerung radioaktiver Elemente öffnet - gemäß a aktuelle Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Natur .
VERBINDUNG: IN DER NÄHE VON UNENDLICHEN STROMQUELLEN KÖNNTE AUS KERNABFÄLLEN ENTSTEHEN
Schwere Elemente mit Diamanten zusammengedrückt
Das internationale Forscherteam hinter der Entdeckung zeigte, wie Curium - Element 96 im Periodensystem und eines der letzten, die für das menschliche Auge physisch sichtbar sind - auf hohen Druck reagiert, der entsteht, wenn es zwischen zwei Diamanten gedrückt wird.
Professor Thomas Albrecht-Schmitt von der Florida State University leitete die Forschung, zusammen mit Mitarbeitern der Universität Aachen und der University of Buffalo. Zusammengenommen stellten sie fest, dass die äußeren Elektronen des Curiums ein wechselhaftes Verhalten zeigten - was die Fähigkeit des Elements veränderte, sich mit anderen Elementen zu verbinden -werden geändert, wenn der Abstand zu den umgebenden leichteren Atomen verringert wird.
"Dies wurde nicht erwartet, da die Chemie des Curiums es gegen diese Art von Veränderungen resistent macht", sagte Albrecht-Schmitt, Gregory R. Choppin-Professor für Chemie an der Florida State University. "Kurz gesagt, es ist ziemlich träge."
Atypischer Widerstand gegen Veränderung durch Diamantquetschung
Während nur bestimmte Curiumverbindungen Veränderungen zeigten, faszinierte die Entdeckung die Wissenschaftler, da die Eigenschaften von Curium in der Regel vollständig modifikationsresistent sind. entsprechend zu phys.org.
Die neue Studie wurde auch von der Leitung der Chemieprofessoren Eva Zurek und Jochen Autschbach von der Universität Buffalo sowie von Manfred Speldrich, einem Forscher der Universität Aachen, durchgeführt.
Albrecht-Schmitts Beitrag in dieser Studie steht im Zusammenhang mit der umfassenderen Mission seines Labors, unser Verständnis von schwereren oder aktiniden Elementen zu verbessern, die am Ende des Periodensystems liegen.
10 Mio. USD für neue Wege zur Minderung von Atommüll
2016 gab ihm das Energieministerium DoE 10 Millionen US-Dollar für die Gründung des Zentrums für aktinide Wissenschaft und Technologie - um sich auf die Beschleunigung des wissenschaftlichen Fortschritts zu konzentrieren. besser verwalten Atommüll.
Obwohl sie seit Jahrzehnten im Periodensystem sind, sind die schwereren Elemente für Wissenschaftler immer noch ein großes Rätsel - insbesondere im Vergleich zu leichteren Elementen wie Stickstoff und Sauerstoff. "Es ist ein aufregendes Experiment, das gezeigt hat, dass wir die Chemie dieser Elemente viel besser kontrollieren könnenschwer zu kontrollierende Elemente als bisher angenommen ", sagte Albrecht-Schmitt laut phys.org.
"Das von uns untersuchte Curium 3+ -Ion hat eine halbgefüllte äußere Elektronenhülle, die nur sehr schwer chemisch zu binden ist", sagte Larkin-Professor für Chemie Autschbach von der University of Buffalo. "Ein integriertes experimentelles und theoretischesDer Ansatz zeigte, dass die Anwendung von hohem Druck auf ein kristallinhaltiges Curium 3+ zusammen mit schwefelorganischen und Ammoniumionen dazu führt, dass die äußere Hülle des Curiums an der kovalenten chemischen Bindung mit Schwefel beteiligt ist. Dies kann als Leitfaden für neue Untersuchungsmethoden dienendas mysteriöse Verhalten chemisch resistenter Aktinidenschalen. "
Während wir mehr über die schwerere Seite des Periodensystems erfahren, öffnen Wissenschaftler Türen zu neuen Strategien zur Steuerung von Prozessen der chemischen Trennung, mit denen elastische Materialien für die Langzeitlagerung radioaktiver Elemente entworfen werden. nukleares Recycling - nach Albrecht-Schmitt. Und neue Erkenntnisse, die durch das Zusammendrücken schwerer Elemente zwischen Diamanten gewonnen wurden, könnten auch für andere Elemente gelten.