Ученые из МГУ имени М. В. Ломоносова и НИЦ «Курчатовский институт» провели исследование, целью которого было расшифровать структуры и описать свойства карбонатов пятивалентного нептуния. Исследование опубликовано в журнале Inorganic Chemistry.
Опасный элемент
Нептуний является радиоактивным элементом с высокой радиотоксичностью и длительным периодом полураспада. Он присутствует в отработанном ядерном топливе, а его концентрация в радиоактивных отходах увеличивается со временем. Одной из задач исследования было предсказать поведение нептуния на протяжении тысячелетий, когда радиоактивные отходы хранятся в специальных хранилищах. Ученым также было важно понять, как внешние условия могут влиять на физико-химическую форму нептуния и его возможную утечку в окружающую среду.
В разных формах
Одним из возможных сценариев утечки нептуния является его попадание в подземные воды, насыщенные кислородом. Если нептуний находится в водной фазе в виде катионов, то он может быстро перемещаться на большие расстояния. Однако, если нептуний образует твердую фазу, то его миграция будет зависеть от свойств этой фазы. Хотя о возможности нептуния образовывать фазы с разной подвижностью и летучестью, стало известно еще в середине прошлого века, понять, почему так происходит, ученые долго не могли.
Слоистая структура
Исследователям удалось расшифровать структуры гексагонального калиевого карбоната нептуния и триклинного натриевого карбоната. Они обнаружили, что структура анионного слоя в этих соединениях зависит от радиуса катиона в межслоевом пространстве. При осаждении нептуния из раствора в присутствии конкурирующих катионов калия и натрия в нейтральной среде преимущественно образуется калиевый карбонат нептуния, что указывает на его более высокую термодинамическую стабильность.
Дальнейшие исследования будут направлены на изучение структуры карбонатов нептуния с двухвалентными катионами, такими как кальций, магний и марганец, а также на изучение их растворимости. Ученые также планируют исследовать смешанные карбонаты плутония, предполагая, что их структуры будут похожи на нептуниевые.
The post Нептуний: российские ученые разгадали полувековую загадку необычного вещества appeared first on Русская семерка.
