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新技术导致更有效的铀提取

通过俄勒冈州立大学化学研究人员开发的一项新技术,可以更安全有效地分离铀,这是核燃料循环的关键部分。该技术使用称为表面活性剂的肥皂状化学品将铀从水溶液中提取成空心簇形式的煤油溶液。除了燃料制备,它还可以在传统废物处理和清除环境污染方面发现价值。

OSU的研究涉及2005年发现的一种独特形式的铀,铀酰过氧化物胶囊,以及这些带负电的簇如何在碱性条件下形成。结果最近发表在欧洲无机化学杂志上。

“这是一个非常不同的方向,”研究的主要作者哈里森尼尔说,他是俄勒冈州立大学科学学院的研究生。“现在做的很多工作都是酸性的,我们处于碱性pH范围的另一端。这是一种非常不同的方法,总体上使用危害较小,毒性较小的化学品。“

在整个核燃料循环中,需要进行许多分离,采矿,浓缩和燃料制造,然后在燃料使用后,用于回收可用的废同位素和封装和存储不可用的放射性组件。

“当你使用核燃料时,放射性衰变产物会使燃料中毒并使其效果降低,”俄勒冈州立大学化学教授,该研究的通讯作者May Nyman说。“你必须接受它,溶解它,获得好的东西并制造新的燃料。”

Nyman指出,这项工作代表了集群化学领域的重要基础研究,因为它允许研究有机相中的铀酰团簇。为改善对离子缔合的理解铺平了道路。

“通过将这些簇萃取到有机相中,簇本身是空心的,所以当我们将它们带入有机溶液时,它们仍然含有其他原子,分子和其他离子,”Neal补充道。“我们可以研究这些离子如何与它们所处的笼子相互作用。基础研究是了解离子是如何进入内部的,以及它们在内部时所做的事情,因为它们被卡在那里。”

当簇形成时,每个包含20到60个铀原子,“因此我们可以将它们全部提取而不是一次提取,”Nyman说。“这是一种原子效率高的方法。”现有的分离技术需要每个铀离子有两个萃取分子,而OSU技术每个离子需要不到一个萃取分子。来自圣母大学的科学家们合作进行了这项研究,该研究得到了美国能源部的支持。

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