英國諾丁漢大學(xué)6月28日發(fā)布新聞公告稱,該校研究人員發(fā)明了一種制備鈾氮化合物的新方法,不僅制備條件要求比現(xiàn)行方法低很多,且清潔高效。
鈾氮化合物因其高密度、高穩(wěn)定性和高熱導(dǎo)性等特點(diǎn),被認(rèn)為有望成為未來反應(yīng)堆所需核燃料。該種化合物通常是在高溫高壓下將氮或氨與鈾混合而獲得,但其制備條件十分嚴(yán)格,且制備過程中會(huì)產(chǎn)生難以去除的雜質(zhì),因此近年來科學(xué)家們努力嘗試是否可以在低溫下使用分子方法來進(jìn)行制備。過去多次制備鈾氮三鍵的嘗試都需要5開爾文(零下268攝氏度)的低溫,這一要求十分嚴(yán)苛,需要專門的設(shè)備和技術(shù),因此很難操作。
據(jù)諾丁漢大學(xué)新聞公告介紹,該校研究人員發(fā)明的新方法相對(duì)簡單。他們用大量的氮配體(與金屬綁定的有機(jī)分子)將鈾包裹起來,形成一個(gè)內(nèi)含氮化物的防護(hù)“口袋”;在合成過程中注入弱綁定的鈉離子(帶正電離子),用來有效阻隔氮與其他元素的化學(xué)反應(yīng),以保證氮化物的穩(wěn)定;然后再將結(jié)構(gòu)中的鈉離子剔除,最終得到穩(wěn)定的鈾氮三鍵。公告稱,使用該方法制備的鈾氮化合物不僅在室溫情況下可保持穩(wěn)定狀態(tài),且可以晶體或粉末形式存儲(chǔ)于容器中。
諾丁漢大學(xué)的史蒂芬·里德爾博士表示,這一新方法簡單易行,且有助于科學(xué)家理解鈾共價(jià)化學(xué)鍵的性質(zhì)與范圍,這十分重要,可能會(huì)有助于從核廢料中提取2%—3%的高放射性物質(zhì)。
新聞公告稱,這一突破性研究成果表明,在未來的核能產(chǎn)業(yè)中,鈾氮化合物材料可成為現(xiàn)行的混合氧化物核燃料的有效替代品?! ?/p>
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