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实验科学家研究了这种高放射性元素发现了一些意想不到的特性

2021-08-18 来源:开封机械信息网

实验科学家研究了这种高放射性元素,发现了一些意想不到的特性

自从1952年在能源部的劳伦斯·伯克利国家实验室(Berkeley Lab)的第一枚氢弹碎片中发现了99号元素-in以来,科学家对其进行了很少的实验,因为它很难制造和制造。

伯克利实验室化学家团队克服了这些障碍,报告了表征其某些特性的第一项研究,从而为更好地了解the系元素系列的其余超铀元素打开了大门。

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这项由伯克利实验室科学家Rebecca Abergel和洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家Stosh Kozimor共同领导的研究成果“ in配合物的结构和光谱表征”发表在《自然》杂志上,其中包括来自两个实验室UC Berkeley的科学家,乔治敦大学和乔治敦大学,其中一些是研究生和博士后中国化工网okmart.com。

研究小组使用不到250毫微克的元素,测量了有史以来第一个e键距离,这是元素与其他原子和分子相互作用的基本特性。

领导伯克利实验室重元素化学小组,加州大学伯克利分校核工程系的助理教授阿伯格说:“对e的了解并不多。”

“我们能够使用这种少量的材料并进行无机化学,这是一个了不起的成就。这很重要,因为我们对化学行为的了解越多,就越能将这种理解应用于新材料或新技术的开发中。 ,不一定只与in有关,也与其他with系元素有关。我们可以在元素周期表中确定趋势。”

短暂且难以制造

Abergel和她的团队使用了几十年前首次发现e时还没有的实验设备-DOE科学办公室用户设施SLAC国家加速器实验室的分子铸造实验室和斯坦福同步辐射光源(SSRL)来进行发光光谱分析和X射线吸收光谱实验。

但是首先,以可用的形式获取样本几乎是成功的一半。她苦苦地说:“整篇论文是一系列不幸的事件。”

该材料是在橡树岭国家实验室的高通量同位素反应堆中制造的,该反应堆是世界上少数能制造e的地方之一,其中涉及用中子轰击cur靶以触发长链核反应。

他们遇到的第一个问题是样品被大量的ta污染,因为要制造出可用数量的纯is具有极大的挑战性。

因此,他们不得不放弃使用X射线晶体学的原始计划-X射线晶体学被认为是获得高放射性分子结构信息的金标准,但需要纯金属样品-而是想出了一种新的方法来制备样品并利用特定元素的研究技术。

洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)的研究人员在这一步骤中提供了关键的帮助,方法是设计一个独特的样品架,以应对to固有的挑战。

然后,应对放射性衰变是另一个挑战。伯克利实验室团队使用e 254(一种元素的更稳定同位素)进行了实验。

它的半衰期为276天,这是一半材料腐烂的时间。尽管该团队能够在冠状病毒大流行之前进行许多实验,但他们仍计划进行后续实验,但由于大流行相关的停工,该计划被中断了。到去年夏天他们能够重返实验室时,大部分样本都消失了。

键距及以上

尽管如此,研究人员仍然能够测量与e的键距,并且还发现了一些化学化学行为,这些化学行为与act系元素系列的预期不同,后者是元素周期表底部的元素。

“确定键距听起来可能并不有趣,但这是您想知道金属如何与其他分子结合的第一件事。该元素与其他原子和分子将发生什么样的化学相互作用?” 阿伯格说。

一旦科学家掌握了掺入molecule的分子的原子排列图,他们便可以尝试寻找有趣的化学性质并增进对周期性趋势的理解。

她说:“通过获得这些数据,我们对整个act系元素的行为方式有了更好,更广泛的理解。在该系列中,我们具有对核能生产或放射性药物有用的元素或同位素。”

令人着迷的是,这项研究还提供了探索元素周期表边缘之外的元素的可能性,并可能发现新的元素。Abergel说:“我们真的开始更好地了解周期表末尾会发生什么,接下来,您还可以设想一个发现新元素的e靶。”

“类似于过去十年中发现的最新元素,例如使用铍靶标的田纳西汀,如果您能够分离出足够多的纯to作为靶标,则可以开始寻找其他元素并进一步靠近到(理论上的)稳定岛”,核物理学家曾预测同位素可能具有几分钟甚至几天的半衰期,

研究的共同作者是Korey Carter,Katherine Shield,Kurt Smith,Leticia Arnedo-Sanchez,Tracy Mattox,Liane Moreau和Berkeley Lab的Corwin Booth。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的Zachary Jones和Stosh Kozimor;乔治敦大学的珍妮弗·瓦克(Jennifer Wacker)和卡拉·诺普(Karah Knope)。

这项研究得到了美国能源部科学办公室的支持。

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