Un equipo internacional de científicos, dirigido por Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf HZDR, ha encontrado un nuevo compuesto de plutonio con un estado de oxidación pentavalente inesperado, utilizando el ESRF, el Sincrotrón europeo, Grenoble, Francia. Esta nueva fasede plutonio es sólido y estable, y puede ser una fase transitoria en los depósitos de desechos radiactivos. Los resultados se publican esta semana en Angewandte Chemie.
Los países de todo el mundo están haciendo esfuerzos para mejorar la seguridad del almacenamiento de residuos nucleares a fin de evitar la liberación de nucleidos radiactivos al medio ambiente. El plutonio ha demostrado ser transportado por las aguas subterráneas desde sitios contaminados durante kilómetros en forma de coloides., que se forman por interacción con arcilla, óxidos de hierro o materia orgánica natural. Un equipo de científicos dirigido por el HZDR estudia la química de los actínidos en condiciones ambientalmente relevantes, sintetizando dichos compuestos y luego estudiando su comportamiento electrónico y estructural tanto con sincrotrón avanzadoMétodos de rayos X de forma experimental y teórica.
El último artículo del equipo internacional muestra cómo un experimento que aparentemente salió mal conduce a un gran avance: el descubrimiento de una nueva forma estable de plutonio.
Todo comenzó cuando Kristina Kvashnina, física del HZDR y basada en la línea de luz ROBL en el Sincrotrón Europeo - ESRF una línea de luz propiedad y operada por el HZDR, y su equipo intentaban crear nanopartículas de dióxido de plutonio utilizando diferentes precursores paraestudiar en ROBL. Cuando utilizaron el precursor de Pu VI, se dieron cuenta de que se produjo una reacción extraña durante la formación de las nanopartículas de dióxido de plutonio. "Cada vez que creamos nanopartículas a partir de los otros precursores Pu III, IVo V la reacción es muy rápida, pero aquí observamos un extraño fenómeno a mitad de camino ", explica Kvashnina. Ella calculó que debe ser Pu V, plutonio pentavalente, una forma nunca antes observada del elemento, después dehaciendo un experimento de detección de fluorescencia de resolución de alta energía HERFD en el borde de Pu L3 en ROBL.
¡Fase estable de Pu V! - no, es imposible, no existe, la síntesis debe haber salido mal ", dijo, en ese momento, el equipo de químicos, de la Universidad Estatal de Moscú cuandotodos juntos observaron los datos: "Los químicos estaban completamente incrédulos, pero los resultados fueron bastante claros", agrega Kvashnina.
La única forma de estar seguro de la existencia de este compuesto pentavalente sería confirmarlo usando HERFD en el borde de Pu M4. Kvashnina explica: "Nuestra elección de la línea de luz fue sencilla: línea de luz ESRF-ID26, ya que es el mejor lugar,con respecto a la intensidad y la resolución energética, donde se pueden realizar estudios de espectroscopía de absorción de rayos X de alta resolución a baja energía. De hecho, el experimento HERFD de borde Pu M4 se realizó en ID26 por primera vez. Hasta donde sabemos, HERFDlos datos en el borde de Pu M4 nunca se informaron en la literatura y nunca se explotaron "
Los experimentos confirmaron la suposición inicial, y una repetición tres meses después incluso demostró la estabilidad a largo plazo de la fase. Al mismo tiempo, los teóricos en Suecia estaban ocupados haciendo predicciones de las características espectrales del borde Pu M4 y los teóricosde ROBL identificó las especies de esa nueva fase. Al final todo se unió y se confirmó la nueva fase Pu V.
Muchos científicos trabajan en la predicción de lo que sucede con los desechos nucleares en millones de años. "Es una tarea difícil y solo son posibles las predicciones teóricas, pero la existencia de esta nueva fase sólida de Pu V, que es estable, tendráa tener en cuenta a partir de ahora. Cambiará, con seguridad, las predicciones teóricas del comportamiento del plutonio en el medio ambiente durante un período de millones de años ", concluye Kvashnina.
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Materiales proporcionado por Instalación Europea de Radiación Sincrotrónica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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