Міжнародна група вчених на чолі з Центром Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) виявила нове з'єднання плутонію з несподіваним п'ятивалентним окисленням, використовуючи ESRF, Європейський Синхротрон у Греноблі, Франція.
Ця нова фаза плутонію є стабільною і може бути перехідною фазою в сховищах радіоактивних відходів. Результати опубліковані на цьому тижні в Angewandte Chemie як дуже важливий документ (VIP).
Країни всього світу роблять зусилля з підвищення безпеки зберігання ядерних відходів з метою запобігання викиду радіоактивних нуклідів в навколишнє середовище. Було показано, що плутоній переноситься ґрунтовими водами із забруднених ділянок на кілометри у вигляді колоїдів, які утворюються при взаємодії з глиною, оксидами заліза або природною органічною речовиною.
Група вчених під керівництвом HZDR вивчає хімію актинидів в екологічно значущих умовах, синтезуючи такі сполуки, а потім вивчаючи їх електронну та структурну поведінку як за допомогою сучасних синхротронних рентгенівських методів як експериментально, так і теоретично.
Все почалося з того, що Христина Квашніна, фізик з HZDR і працює на джерела синхротронного випромінювання ROBL на Європейському синхротроні - ESRF і її команда намагалися створити наночастинки діоксиду плутонію з використанням різних попередників.
Коли вони використовували попередник Pu (VI), вони зрозуміли, що дивна реакція сталася під час утворення наночастинок діоксиду плутонію. «Кожного разу, коли ми створюємо наночастинки з інших попередників Pu (III), (IV) або (V), реакція дуже швидка, але тут ми спостерігали дивне явище на півдорозі», - пояснює Христина Квашніна. Вона вирішила, що це повинен бути Pu (V), п'ятивалентний плутоній, форма елемента, що раніше не спостерігалася.
Подальші експерименти підтвердили початкове припущення, а повторення через три місяці навіть продемонструвало довготривалу стабільність фази. Водночас теоретики в Швеції були зайняті розробкою передбачень спектральних характеристик Pu M4, а теоретики з ROBL визначили види цієї нової фази. Зрештою все зійшлося, і нова фаза Pu (V) була підтверджена.
Багато вчених працюють над прогнозуванням того, що відбувається з ядерними відходами через мільйони років. "Це важке завдання, і можливі тільки теоретичні передбачення, але існування цієї нової твердої фази Pu (V), яка є стабільною, з цього моменту необхідно буде брати до уваги. Це, безумовно, змінить теоретичні прогнози поведінки плутонію в навколишньому середовищі протягом мільйонів років ", - підсумовує Христина Квашніна.