Un àtom en estat d'oxidació es caracteritza pel nombre d'electrons que intercanvia per formar un compost i proporciona informació sobre com un element interactua amb el medi ambient circumdant. Publicat a l'abril passat al Nature Chemistry, l'estudi està ajudant a omplir els buits en la comprensió fonamental del berkelium, de manera que podria tenir aplicacions futures per a la separació de baixa toxicitat en la gestió de residus nuclears.
Els científics del Laboratori Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) adquireixen una mostra de l'isòtop més comú del berkelium, que és el Bk-249, en el Laboratori Nacional d'Oak Ridge del Departament d'Energia (ORNL) a través del Programa d'Isòtops DOE. Per cert, l'element i el laboratori de Berkeley són els homònims de Berkeley, Califòrnia, on l'element va ser descobert l'any 1949.
Els isòtops radioactius per a la investigació, incloent el Bk-249, es produeixen i es purifiquen amb el suport del Programa d'Isòtops DOE, que recentment ha contribuït al descobriment de l'element 117. L'element nou va ser nomenat oficialment Tennessine gràcies, en part, al paper de ORNL en la síntesi del berkelium necessari per a la seva creació.
Encara que el berkelium va ser sintetitzat per primera vegada fa més de 60 anys, el seu isòtop es produeix en quantitats tan petites i roman estable durant un temps tan curt (menys d'un any) que la seva estructura i propietats fonamentals són rarament estudiades. La producció de Bk-249 és també una tasca llarga que inclou molts passos precisos i requereix de l'experiència d'un gran equip de científics i enginyers.
Un cop d'ull poc comú al berkelium
No obstant això, els científics coneixen moltes propietats del berkelium. Amb un nombre atòmic de 97, es produeix en una classe d'elements coneguts com els actínids, que són elements radioactius metàl·lics amb nombres atòmics que van des del 89 fins al 103. L'urani i el plutoni són també actínids, però la majoria dels seus respectius isòtops tenen molt més temps de vida mitjana respecte el Bk-249 i emeten partícules alfa d'alta energia, mentre que Bk-249 emet partícules beta d'energia més baixes. Els investigadors de Berkeley Lab estan utilitzant cristal·lografia d'alta potència de raigs X i espectrometria de masses per estudiar l'estructura química del Bk-249 i com poden interactuar amb el medi ambient.
S'han estat investigant les propietats espectroscòpiques dels actínids pesats per obtenir una comprensió més fonamental d'aquests elements, que tenen aplicacions en el cicle del combustible nuclear i en la gestió de residus.
Un equip de químics, incloent Gauthier Deblonde de Abergel, van treballar en estreta col·laboració amb la cristal·lografia de les proteïnes de Roland K. Strong i el Centre d'Investigació del Càncer Fred Hutchinson.
En el decurs del seu treball experimental, l'equip d'Abergel va notar alguna cosa estranya. Investigacions anteriors han demostrat tots els actínids trans-plutoni (aquells amb nombres atòmics més grans que el plutoni, o 94) per estabilitzar en un estat d'oxidació + III. Una propietat que descriu com l'element fa els enllaços químics. Per explorar els seus límits químics, els científics han intentat provocar l'estat d'oxidació +IV del berkelium per l'ús de productes químics altament àcids, però l'efecte, encara que possible, és fugaç.
En aquest estudi, l'equip d'Abergel ha obligat al Bk-249 a fer un lligant orgànic sintetitzat, que és una molècula que s'uneix a un ió metàl·lic central (en aquest cas Bk-249) per formar un compost. L'equip ha utilitzat prèviament aquest lligant sobre actínids per la seva capacitat per unir-se amb aquesta classe d'elements. Mitjançant la captura de l'estructura del Bk-249i mentre està unit al lligant, els investigadors esperaven aprendre més sobre les propietats estructurals i químiques del berkelium, incloent el seu estat d'oxidació + III.
A diferència de productes químics àcids, un lligant orgànic podria oferir una alternativa més natural i més fàcil per aplicacions per la gestió de residus.
Font: PhysOrg
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament