Die Actinide enthalten 14 metallische Elemente im Periodensystem. Zusammenhängen Thorium, Uran, Neptunium, Plutonium und Americium. Atome dieser Elemente nach sich ziehen viele Elektronen, solange bis zu mehr qua 100, von denen wenige in ihren 5F -Orbitalen zu finden sind. Die Arrangement dieser vielen Elektronen wird durch quantenmechanische Phänomene und komplexe elektronische Wechselwirkungen viel stärker gelenkt qua in so gut wie jedem anderen Element, welches zu besonderen Eigenschaften und unerwarteten Verhaltensweisen führt, die nicht vollwertig verstanden werden. Obwohl verschiedene Messtechniken verfügbar sind, um Informationen hoch die elektronische Struktur von Aktinidatomen in chemischen Bindungen zu erhalten, sind ebendiese Informationen von begrenzter Nützlichkeit.
Die Forscher des Kit’s Institute for Nuklear Maste Entsorgung (INE) verwendeten eine spezielle Messtechnik namens M4 Resonant Inelastic Röntgenstreuung zum Besten von eine detaillierte Untersuchung eines relativ hochenergetischen Signals, dasjenige zuvor weitgehend vernachlässigt worden war. Sie fanden hervor, dass eine sorgfältige Messung und Untersuchung dieses Signals ein besseres Verständnis jener elektronischen Struktur- und Bindungseigenschaften von Actinidatomen ermöglicht. Dies Symbol zeigt zuverlässig die Menge jener 5F -Elektronen, die in einer chemischen chemische Bindung am Actinid -Atom lokalisiert sind. Darüber hinaus kann eine irgendwas andere experimentelle Topologie verwendet werden, um die Struktur von Bindungen zwischen Actinidatomen und anderen Atomen mit 5F -Elektronen zu in die Pflicht nehmen.
Grundlegende Einblicke in Aktinidverbindungen
„Die mit unserer Methode erhaltenen Informationen geben die experimentelle Kontrolle theoretischer Berechnungen und Computermodelle“, sagte Professor Tonya Vitova, die die fortschrittliche Spektroskopie in jener Fluor-Element-Chemieabteilung am INE leitet. Genaue Informationen hoch die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Actinidverbindungen sind entscheidend zum Besten von die Vorhersage ihres Verhaltens in jener Erdkruste, im Uranabbau oder in den Strömung von Nuklearabfällen. Darüber hinaus zusammenfassen Actinidverbindungen Substanzen, die qua Radiopharmazeutika verwendet werden könnten, um Krebszellen zu zerstören.
Wissenschaft mit jener Kit -Lichtquelle
Die Arbeitsgruppe von Vitova verwendet X-Strahlen, die vom Kit Light Source Synchrotron erzeugt werden. „Zu Händen unsrige Methode erfordern wir nur sehr kleine Mengen an Substanz, oft nur Tausendstel eines Gramms“, sagte Dr. Bianca Schacherl, jener eine Junior-Forschungsteam zum Besten von die Kreation von Röntgenspektroskopie und radiochemischen Anwendungen leitet. Die Horde führte den größten Teil jener experimentellen Messungen durch. Die INE -Forscher nach sich ziehen jahrzehntelange Erleben in jener sicheren und streng kontrollierten Umgang radioaktiver Actinide. „Wir sind unseren Ergebnissen den einzigartigen Bedingungen an jener Kit -Lichtquelle und ebenso jener Möglichkeit, sehr tief Messprozesse durchzuführen“, sagte Schacherl. „Gewiss die neue Messtechnik, die aus unseren Experimenten resultiert, kann ebenso unter anderen Synchrotronen hinauf jener ganzen Welt verwendet werden.“
Michelangelo Tagliavini und Professor Maurits Wolfram. Haverkort (Institut zum Besten von theoretische Physik an jener Universität von Heidelberg) und Dr. Harry Ramanantoanina (INE) führten umfangreiche Berechnungen zur Interpretation jener von den Karlsruhe-Röntgen-Experimenten gemessenen Signale durch. Forscher aus den Vereinigten Staaten, Französische Republik und jener Schweiz unterstützten ebenso die Karlsruhe -Wissenschaftler, teilweise durch die Lieferung von Actinides mit Proben.
Journal -Link: Bill, D., Reit, Kohlenstoff., Schutzwaffe, D., Brager, D., Cahill, Kohlenstoff., Kohlenstoff., Kohlenstoff., Sittel, D. Nature Communications, 2024. doi: 10.1038/s41467-024-54574-7
