发现新的钚化合物化学家最初不敢相信,核

世界各国都在努力提高核废料储存的安全性,以防止放射性核素释放到环境中。钚已被证明可以通过地下水以胶体的形式从污染现场到达数公里外的地方。而就在最近,由于61年一遇的台风海贝斯的影响,日本福岛核电站遗留下来的10包核废料被冲到了河流里,而之后搜索找回来的袋子都是空的,核废料早已流入水中。很多人都在质疑这样的疏忽会不会对环境造成很大的影响。事实上如何处理核废料是一个让日本非常头疼的问题,目前共有个核废料包被储存在临时存放点。据今年5月的《每日新闻》报道,日本至少有1.6万吨核废料需要进行处理,预计最终会产生1万吨核垃圾。9月份日本官员甚至表态说,万不得已的情况下,东京电力公司考虑将福岛核电站核污染废水排入大海。随着世界各国大力发展核电站清洁能源,正在不可避免地产生核废料。它们究竟该如何处理?对地球环境还会有什么终极影响呢?一个由赫尔穆茨中心德累斯顿罗斯(HZDR)领导的国际科学家团队,利用位于法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器(ESRF)发现了一种新的钚化合物,该化合物具有出人意料的五价氧化态。钚的五价氧化态是固体和稳定的,并且可能是放射性废料储存库中的一个过渡相。该研究结果发表在本周的《德国化学杂志》上。钚的胶体是通过与粘土、氧化铁或天然有机物相互作用而形成的。由HZDR领导的科学家团队研究了锕系元素在环境相关条件下的化学反应。他们合成了这些化合物,然后用先进的同步x射线方法,对合成物的电子和结构行为进行了实验性研究。事实上科学家的这个突破性发现,来自于一个看似错误的实验。研究人员每次用其他前体Pu(III),(IV)或(V)制成纳米颗粒时,反应都非常快,但是这次,当他们使用Pu(VI)前体时,他们意识到在二氧化钚纳米粒子的形成过程中发生了奇怪的现象。他们发现了Pu(V)的稳定相!当时来自莫斯科国立大学的化学家团队一起查看数据时十分震惊,他们表示:不!这是不可能的,它不存在,合成一定出错了。化学家们对这样的发现完全难以置信,但实验结果却非常清楚明白。确定这种五价化合物存在的唯一方法是在PuM4边缘使用HERFD进行确认。实验证实了最初的假设,三个月后的重复实验甚至证明了相位的长期稳定性。与此同时,瑞典的理论家们正忙于对PuM4边缘光谱特征进行预测,而来自ROBL的理论家们则识别出了新相的种类。最后所有的工作都完成了,新的Pu(V)阶段得到了确认。许多科学家致力于预测一百万年后核废料会发生什么。这是一个艰巨的任务,可能做出的只有理论预测,但现在必须考虑这种新的Pu(V)固相的稳定存在。毫无疑问,它将肯定会改变数百万年间钚在环境中行为的理论预测。无论如何,希望人类在核废料的处置问题不会发生过于错误的认知,以免给地球环境和人类自身带来无法预知的后果。



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