鈽元素的新發現有助於核廢料處理

2021-02-25 煎蛋

鈽元素是核能工業的一種重要原料，近期佛羅裡達州立大學的Thomas Albrecht-Schmitt教授證實鈽元素的化合物結構與先前設想並不完全相同。這一發現將有助於發展清理核廢料的新技術。該研究已發表在自然化學雜誌上。

Albrecht-Schmitt和研究團隊研究鈽元素(元素周期表中Pu)已經有近20年了，致力於理解其化學性質和與更輕的如鐵和鎳等元素的區別。出乎意料的是，他的團隊在實驗室中組裝的鈽-有機混合化合物行為方式與更輕元素的化合物十分類似。

Albrecht-Schmitt說道：「這一發現中最有意思的是這種材料無毒，而且非常非常簡單。你可能會遐想連篇『哇，我也能用其他重元素合成這類化合物。』我能用其他元素如鈾或者鉳(音同陪)元素合成。」

團隊觀察到電子在兩個不同的鈽離子之間反覆左右橫跳。

 

credit: 煎蛋第十三位畫師ZZCW

兩個正離子之間電子的運動通常發生在更輕元素的離子之間，比如鐵，這也是為什麼生物學中經常利用輕元素實現化學反應。

由於這種化合物的顏色，Albrecht-Schmitt稱他的團隊立即意識到這是一項他們在實驗室造出的化合物中前所未見的獨特性質。

Albrecht-Schmitt說道：「鈽會瘋狂呈現出各種顏色。可以是基佬紫，可以是少女粉。還可能是超黑藍。這種化合物是棕褐色的，就像是美麗的棕色巧克力棒。當我們看到這種顏色時，我們就意識到某些東西肯定不一般。」

Albrecht-Schmitt的工作是實驗室工作的一部分，整體目標是更好地理解元素周期表最底部的重元素。去年，他收到了能源部的一千萬美元贊助，成立了新的能源前沿研究中心，著重研究核廢料的清理問題。

Albrecht-Schmitt說道：「要製造出能捕獲鈽元素的材料，首先需要從最基礎的層面理解鈽元素，掌握其電子特性。也就是說要製造非常簡單的化合物，從細處研究其特性，從實驗和理論角度理解所觀察到的所有性質。」

Albrecht-Schmitt和他的團隊正在針對鉲(音同開)元素和鉳元素進行類似的研究。

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

本文譯自 phys，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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