Encontrado en el combustible nuclear y las armas nucleares, el plutonio es un elemento increíblemente complejo que tiene efectos energéticos, de seguridad y ambientales de gran alcance. Para comprender el plutonio, los científicos del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste y la Universidad Estatal de Washington profundizaron en un compuesto de plutonio con uncomposición relativamente simple: tetrafluoruro de plutonio PuF 4 .Si bien la fórmula es simple, los cuatro enlaces resultaron ser más complejos.Los electrones permanecen relativamente cerca de cada átomo, creando enlaces iónicos, no los enlaces covalentes de intercambio de electrones esperados.Aunque los átomos de plutonio y flúor están unidos en una red, actúan como átomos aislados y forman enlaces iónicos.
"El enlace es una de las grandes preguntas para el plutonio y sus vecinos de actínidos en el Cuadro Periódico", dijo el Dr. Herman Cho de PNNL, quien dirigió la investigación. "Responder a esta pregunta es de gran importancia porque la química del plutonio depende de cómobonos. PuF 4 se inclina hacia la atracción electrostática. Este trabajo proporciona una imagen más clara de por qué es eso ".
Por qué es importante
El plutonio es formidablemente complejo debido a la gran nube de electrones que rodea su núcleo. No siempre actúa como se esperaba. A la complejidad del elemento se suma el número limitado de instituciones que pueden manejar y estudiar con seguridad el elemento radiactivo.La investigación del equipo arroja nueva luz sobre la verdadera naturaleza del plutonio. Podría proporcionar información sobre las moléculas clave involucradas en la energía nuclear, la seguridad nacional y la limpieza ambiental.
"El plutonio no se ajusta a las imágenes simples que se aplican a los elementos más ligeros", dijo Cho. "Este trabajo responde preguntas difíciles sobre por qué el plutonio actúa de la manera que lo hace".
Métodos
Los investigadores comenzaron con PuF altamente radiactivo 4 de la planta de acabado de plutonio de larga clausura en el estado de Washington. En la planta, los científicos crearon "botones" de plutonio del tamaño de un disco de hockey. Analizaron el plutonio mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear NMR, que aclara las características clave de la estructura electrónicacerca de centros de plutonio. Los instrumentos residen en el Laboratorio de Procesamiento Radioquímico en PNNL y en el Rad Annex del EMSL del Departamento de Energía de EE. UU., una instalación científica nacional para usuarios. Los laboratorios son dos de los pocos en el mundo que pueden realizar mediciones de RMN en plutonio.que contiene sólidos
Cho y sus colegas examinaron los átomos en el PuF 4 . Específicamente, probaron los átomos de flúor alrededor de los centros de plutonio para medir los campos magnéticos producidos por el plutonio Pu 4+ , que reveló cómo se distribuyeron los electrones en la muestra.Determinaron que los átomos de plutonio y flúor no son particularmente generosos.Ambos átomos tienden a mantener sus electrones, actuando más como iones en una sal donde las fuerzas electrostáticas mantienen unidos a los átomos.
Esta investigación acerca a los científicos a comprender los matices del plutonio y otros actínidos, otros elementos radiactivos cerca del final de la Tabla Periódica.
¿Qué sigue?
Cho y sus colegas continúan profundizando en los matices del plutonio y el uranio, el neptunio, el torio y actínidos complejos similares para comprender cómo interactúan estos elementos con otros átomos y grupos de átomos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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