 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / ЯМР на ядрах плутония – теперь возможно
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
ЯМР на ядрах плутония – теперь возможно
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)
Источник: http://www.chemport.ru
19.05.2012 14:34 | |
|
