поиск |
Новости химической науки > ЯМР на ядрах плутония – теперь возможно19.5.2012 Спустя полвека упорных попыток спектроскопистам, наконец, удалось зарегистрировать спектр ядерного магнитного резонанса на ядрах 239Pu. Полученные результаты могут оказаться полезными для будущих исследований в области физики твердого тела этого важного ядерного топлива, а также могут быть использованы для создания систем долговременного хранения отработанного ядерного топлива.
Ядра нуклида 239Pu характеризуются спином ½ и большим значением ядерного момента, что обуславливает активность этого ядра в условиях регистрации спектров ЯМР. Тем не мене, другие характеристики этого атома, например – значительное внутренне магнитное поле, причиной возникновения которого является чрезвычайно сильное взаимодействие между ядром атома и неспаренными электронами, затрудняет получение качественного спектра. Напряженность внутреннего магнитного поля 239Pu составляет около 100 Тесла, поэтому ЯМР спектр на несколько порядков не «вписывается» в область электромагнитных частот, традиционно применяющихся в ЯМР-спектроскопии. Более того, время спиновой релаксации ядра 239Pu составляет менее микросекунды, это и описанное выше обстоятельства десятилетиями не давали исследователям получить ЯМР спектр 239Pu хорошего разрешения, хотя приз в гонке за качественным спектром ЯМР 239Pu, конечно же, стоил бы потраченных усилий.
Хироси Ясуока (Hiroshi Yasuoka) с коллегами из Национальной Лаборатории Лос Аламос и Агентству Атомной Энергетики Японии изучили высокочистый оксид плутония(IV), содержание магнитно активного изотопа 239Pu в котором составляло около 94%.
С помощью нового метода можно определить окружение 239Pu в стеклаобразных материалах, применяющихся для длительного захоронения ядерных отходов.
Для получения долгожданного спектра исследователи использовали стандартную импульсную методику регистрации ЯМР-спектров при 4K. Первоначально образец подвергали воздействию поля с напряженностью от 3 до 8 Тесла с шагом в 0.06 Тесла, удерживая фиксированную частоту в 16.51 МГц. Собранные с помощью такого подхода данные позволили исследователям вычислить, что четкий сигнал наблюдался при напряженности около 5.8 Теста. Получение результатов облегчал тот факт, что плутоний(IV) в PuO2 находится в немагнитном основном состоянии, что позволяет исключить влияние побочных парамагнитных эффектов.
На следующем этапе исследователи смогли оптимизировать условия регистрации спектра ЯМР, получив в результате значение гиромагнитного отношения (gamma-n) для атома плутония-239. Гиромагнитное отношение представляет отношение магнитного дипольного момента к его угловому моменту, это отношение необходимо для вычисления энергетической разницы между спиновыми состояниями +½ и -½ и резонансной частоте определенного магнитно активного ядра в определенном химическом окружении, что позволяет расшифровывать строение химического соединения по его спектру.
Исследователи подчеркивают, что плутоний и его соединения характеризуются достаточно сложными химическими свойствами. Этот элемент может принимать различные степени окисления, четыре из которых могут участвовать в равновесиях в растворе, помимо этого элемент характеризуется большим количеством твердых соединений нестехиометрического состава. Ясуока с коллегами изучал субстехиометрическую форму диоксида плутония, в спектре которой наблюдалось два сигнала, отвечающие атомам плутония в различном кислородном окружении.
Источник: Science, 2012, 336, 901 (DOI: 10.1126/science.1220801) метки статьи: #аналитическая химия, #радиохимия и химия высоких энергий Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "ЯМР на ядрах плутония – теперь возможно" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» 5.12.2016 Платина с отрицательным зарядом 29.11.2016 В «плоский мир» въехала молекула – колесо со спицами 21.11.2016 Носки превращаются в гибкие хемосенсоры Подписка на новости
Новости компаний
03.04.23
|
Химпром, ПАО
Все новости
Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Новый подход «Химпрома» к чистому воздуху и воде в Чувашии 13.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» присоединился к проекту «Жить и работать в Чувашии» 06.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» взял лидерство в реализации профориентационного проекта УПК 21 Подписка на новости
|