Ядерная и углеводородная энергетики
3,959,035 11,832
 

  basilevs ( Слушатель )
22 окт 2019 18:43:28

Химики случайно обнаружили новую стабильную форму плутония

новая дискуссия Новость  400

https://nauka.vesti.ru/article/1237044

ЦитатаУчёные неожиданно для себя обнаружили новую химически стабильную форму пятивалентного плутония. До этого пятивалентный плутоний наблюдался лишь в крайне неустойчивых химических соединениях. И когда химики получили результаты, то никто в прямом смысле не поверил своим глазам.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie. Новое неожиданное открытие может сделать хранение ядерных отходов более безопасным.

Многие страны сегодня разрабатывают меры по улучшению безопасности хранения радиоактивных отходов (никто не хочет, чтобы радионуклиды попали в окружающую среду). Как показали предыдущие исследования, соединения плутония в виде коллоидных растворов могут легко распространяться грунтовыми водами на многие километры. Они возникают при взаимодействии радиоактивного вещества с глинами, оксидами железа или природной органикой.

Учёные экспериментируют с плутонием в условиях, приближённых к природным, чтобы понять, что можно противопоставить этой угрозе.

Авторы новой работы планировали создать наночастицы диоксида плутония (PuO2). В качестве исходного реагента использовался водный раствор шестивалентного плутония (Pu (VI)).

"Каждый раз, когда мы создаём наночастицы из других веществ-предшественников, [таких как] Pu (III), (IV) или (V), реакция идёт очень быстро, но здесь мы наблюдали странное явление на полпути", – рассказывает первый автор статьи Кристина Квашнина (Kristina Kvashnina), сотрудник Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф в Германии (HZDR ). Она и её коллеги изучали продукты реакции при помощи различных методов и ускорительного комплекса ESRF в Гренобле, Франция.

В реакции образовался неизвестный промежуточный продукт: стабильное твёрдое вещество. Учёные проанализировали его структуру с помощью спектроскопии рентгеновского поглощения высокого разрешения в режиме флуоресцентного детектирования (HERFD-XAS).

Все данные указывали на то, что таинственное вещество содержит пятивалентный плутоний. Однако существование такого стабильного соединения было настолько неожиданным, что проводившие синтез химики из МГУ заподозрили, что имеют дело с ошибкой эксперимента.

"Химики были в полном недоумении, но результаты были абсолютно ясными", – рассказывает Квашнина.

Чтобы установить истину, авторы провели ещё один спектроскопический эксперимент, на этот раз по другой методике. Новые результаты подтвердили, что речь идёт о соединении пятивалентного плутония, подобном NH4PuO2CO3. Как показали дальнейшие опыты, оно сохранялось в стабильном состоянии на протяжении как минимум трёх месяцев.

Открытие может изменить представления учёных о том, что произойдёт с сегодняшними ядерными отходами через миллионы лет.

"Это трудная задача, и [здесь] возможны только теоретические прогнозы. Но существование этой новой твёрдой фазы Pu (V), которая является стабильной, с этого момента необходимо будет принимать во внимание. Это наверняка изменит теоретические прогнозы поведения плутония в окружающей среде в течение миллионов лет", – заключает Квашнина.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как химики научились извлекать из ядерных отходов новое топливо, о новом способе очистки воды от радиоактивных элементов и о рецептах хранения ядерных отходов, подсказанных самой природой.
  • +0.07 / 5
  • АУ
ОТВЕТЫ (11)
 
 
  Мишел ( Слушатель )
22 окт 2019 20:31:15

Биотрансмутация...пятивалентный плутоний..."химики МГУ" скоро будет звучать как приговор) 
  • -0.04 / 3
  • АУ
 
  ILPetr ( Слушатель )
23 окт 2019 10:26:51

Цитата"Это трудная задача, и [здесь] возможны только теоретические прогнозы. Но существование этой новой твёрдой фазы Pu (V), которая является стабильной, с этого момента необходимо будет принимать во внимание. Это наверняка изменит теоретические прогнозы поведения плутония в окружающей среде в течение миллионов лет", – заключает Квашнина.

Ядру совершенно пофиг в каком валентном состоянии пребывают электронные оболочки, оно распадается с периодом полураспада 24000 лет (если речь о 239-м). Поэтому через миллион лет (41 период полураспада) плутония будет в 2 триллиона раз меньше вне зависимости от валентности в химических соединениях.
  • +0.15 / 10
  • АУ
 
 
  Luddit ( Слушатель )
23 окт 2019 11:59:24

Вопрос как далеко "утечет" это ядро (или его осколки) от первоначального местонахождения. Типа захоронили под землей, через 5000 лет случился нежданчик - суровый землетряс, шахту засыпало, контейнеры повредило/затопило... 
Кстати по природному реактору в Африке был анализ по содержанию конечных осколков деления в окружающих породах - там оказалось, что не так уж и далеко ушло.
  • +0.12 / 8
  • АУ
 
 
  basilevs ( Слушатель )
23 окт 2019 13:54:29

Там язык статьи очень корявый. Речь о стабильном химическом нерастворимом соединении. Дабы наработанные изотопы плутония не растекались по всей округе в случае чего.
  • +0.11 / 6
  • АУ
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
23 окт 2019 18:52:08

 
Кратко проглядел статью, и ни хрена не понял. Как они получали NH4PuO2CO3? Свойства этого соединения. Что там рассчитывали? Экспериментально они получили результат или расчётным путём. Сплошные графики доказательства что это Pu+5. Сколько вообще получили этого соединения.

То что PuO2 наиболее устойчивое соединение (по крайней мере в нейтральных средах) железно установленный факт.

Химия плутония хорошо известна, свойства соединений то же. Масса монографий. Редко какой элемент так подробно изучали. Другое дело, что масса информации по нему нет в открытых источниках.
  • +0.22 / 11
  • АУ
 
 
 
 
  GrinF ( Слушатель )
27 окт 2019 00:31:05

процедура синеза распиана
https://onlinelibrar…mation.pdf 

Pu(VI) solution was prepared by oxidation of 242 Pu (99.74 mass.%) stock solution with NaBrO 3
under slight heating. Its valence states were verified by UV-vis spectrometry (TIDAS 100 J&M
Analytics). The aliquots of Pu(VI) solution was added to 3 M NH 3 ·H 2 O in the volume ratio
1:10 under continuous stirring. Total concentration of Pu in solution was around 6·10 -5 M. The
pH and Eh value in the system was controlled. After 2 hours of the stirring the solution was
centrifuged to collect the intermediate Pu(V) phase (23900 g, 30 min, EBA 12 (Hettich)). The
sample was washed one time with Milli-Q water (18.4 MΩ/cm) to get rid of the ammonia
presence and sealed in the container for the X-ray measurements. In order to obtain the
“equilibrium phase”, the synthesis was repeated under the same conditions, but the equilibrium
time was 3 weeks. The sample was washed tree times with Milli-Q water (18.4 MΩ/cm) to get
rid of the ammonia presence.

ЦитатаТо что PuO2 наиболее устойчивое соединение (по крайней мере в нейтральных средах) железно установленный факт.


И в статье этот факт не оспаривается, но есть термодинамика, а есть кинетика - со всеми своими промежуточными и метастабильными состояниями
Цитата

Химия плутония хорошо известна, свойства соединений то же. Масса монографий. Редко какой элемент так подробно изучали. Другое дело, что масса информации по нему нет в открытых источниках.

Методы - то достаточно новые HERFD(XANES)... Для проведения анализов нужны синхроторнные источники рентгенновских лучей, и разрешение спектрометра рентгеновского на уровне 0.2 эВ (при энергии 4 кэВ)
  • +0.05 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
  GrinF ( Слушатель )
09 ноя 2019 13:31:04

Кстати случайно вот нашел конспективный перевод - той англоязыяной статьи о пятивалентном плутоние
https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/472482/
Читал оба источника - поэтому скажу что перевод соответствует тексту статьи
  • +0.04 / 2
  • АУ
 
 
  GrinF ( Слушатель )
25 окт 2019 23:03:47

Есть плутоний 242 с периодом полураспада 375 тысяч лет и 244 с периодом полураспада 80 миллионов лет
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
  ILPetr ( Слушатель )
26 окт 2019 18:32:16

И чо?
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
 
  Luddit ( Слушатель )
26 окт 2019 21:44:06

Ну типа через 250 млн.лет пост потеряет актуальностьУлыбающийся
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  GrinF ( Слушатель )
26 окт 2019 23:40:56

не не все так конечно фатально...Но 242 достаточно много нарабатывается
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
<< Ирак отказал
Вышли на судьбоносные решения >>