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Espremer elementos pesados ​​entre diamantes pode ajudar a reciclar resíduos nucleares

Espremer elementos pesados ​​entre diamantes pode ajudar a reciclar resíduos nucleares


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Um dos elementos mais pesados ​​conhecidos pode ser modificado mais do que os cientistas pensavam - possivelmente abrindo a porta para novas formas de reciclagem de combustível nuclear e armazenamento aprimorado de longo prazo de elementos radioativos - de acordo com um estudo recente publicado na revistaNatureza.

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Elementos pesados ​​espremidos com diamantes

A equipe internacional de pesquisa por trás da descoberta mostrou como o cúrio - elemento 96 da tabela periódica e um dos últimos fisicamente visíveis aos olhos humanos - reage à alta pressão criada quando é espremido entre dois diamantes.

O professor Thomas Albrecht-Schmitt da Florida State University liderou a pesquisa, acompanhado por colaboradores da Aachen University e da University of Buffalo. Com seus poderes combinados, eles descobriram que os elétrons externos do cúrio exibiam algum comportamento instável - mudando a capacidade do elemento de se ligar a outros elementos - são alterados quando a distância aos átomos mais leves ao redor é reduzida.

"Isso não foi previsto porque a química do cúrio o torna resistente a esses tipos de mudanças", disse Albrecht-Schmitt, Gregory R. Choppin, professor de química da Florida State University. "Em suma, é bastante inerte."

Resistência atípica à alteração via compressão de diamante

Embora apenas compostos específicos de cúrio exibam mudanças, a descoberta fascinou os cientistas porque as propriedades do cúrio são normalmente totalmente resistentes à modificação, de acordo com a phys.org.

O novo estudo também foi levado adiante pela liderança do professor de química da Universidade de Buffalo Eva Zurek e Jochen Autschbach, e Manfred Speldrich - um pesquisador da Universidade de Aachen, Alemanha.

A contribuição de Albrecht-Schmitt neste estudo está conectada à missão mais ampla de seu laboratório de aprimorar nossa compreensão dos elementos mais pesados, ou actinídeos - repousando assombradamente na parte inferior da tabela periódica.

US $ 10 milhões para novas formas de mitigar o lixo nuclear

Em 2016, o Departamento de Energia (DoE) deu a ele US $ 10 milhões para fundar o Centro de Ciência e Tecnologia de Actinídeos - para se concentrar na aceleração dos avanços científicos em direção a um melhor gerenciamento de resíduos nucleares.

Apesar de estar na tabela periódica há décadas, os elementos mais pesados ​​ainda são um mistério para os cientistas - especialmente em comparação com elementos mais leves como nitrogênio e oxigênio. "É um experimento empolgante que mostrou que temos um controle muito maior da química desses elementos difíceis de controlar do que se pensava", disse Albrecht-Schmitt, de acordo com phys.org.

"O íon de cúrio (3+) que estudamos tem uma camada externa de elétrons meio preenchida que é muito difícil de se envolver em ligações químicas", disse Larkin, professor de química Autschbach, da Universidade de Buffalo. "Uma abordagem experimental e teórica integrada mostrou que a aplicação de alta pressão a um cristal contendo cúrio (3+), junto com íons orgânicos de enxofre e amônio, faz com que a camada externa do cúrio participe de uma ligação química covalente com o enxofre. Isso pode ajudam a orientar novas maneiras de estudar o comportamento misterioso de conchas de actinídeo quimicamente resistentes. "

À medida que aprendemos mais sobre o lado mais pesado da tabela periódica, os cientistas estão abrindo portas para novas estratégias para controlar os processos de separação química - usados ​​para projetar materiais resilientes para armazenamento de longo prazo de elementos radioativos e reciclagem nuclear - de acordo com Albrecht-Schmitt. E novos conhecimentos revelados ao apertar elementos pesados ​​entre diamantes também podem ser aplicados a outros elementos.


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