Åbner adgang til at udforske neptuniums syntetiske kemi

Rester fra atomreaktorer indeholder grundstoffet neptunium. For at opbevare affaldet sikkert, videnskabsmænd har brug for at vide mere om, hvordan man kontrollerer neptuniums kemi. At kende stabiliteten af ​​forskellige oxidationstilstande er centralt for kemisk kontrol. Oxidationstilstanden +3 er generelt utilgængelig i vandige (vandbaserede) opløsninger. Forskere udtænkte en nem måde at få adgang til neptunium i +3-oxidationstilstanden. Ved at bruge denne metode, holdet opdagede nye neptunium egenskaber. De fandt også ud af, hvordan neptuniums stabilitet i denne oxidationstilstand sammenligner og står i kontrast til plutonium.

Neptunium metal er sjældent og svært at få fat i. Dermed, det er svært at analysere og fuldt ud forstå, men videnskabsmænd har brug for at vide mere, da dette metal bidrager til toksicitet for atomaffald. Nu, forskere kan have en bredt tilgængelig vej til neptunium. Denne rute tillader en betydelig udvidelse af antallet af neptunium-molekyler, der kan syntetiseres og analyseres. Dette arbejde med neptuniums adfærd på tværs af spektret af dets tilgængelige oxidationstilstande (som påvirker dets adfærd) er længe ventet.

Neptunium metal er ekstremt sjældent, begrænser dets anvendelse som en adgangsvej til molekylærkemiske undersøgelser. I modsætning, vandige sure stamopløsninger af neptunium er tilgængelige gennem opløsning af neptuniumoxid, som er kommercielt tilgængelig. Ved at bruge denne løsning, forskere udtænkt en ny, let syntetisk adgangsvej til at udforske luftfølsomme, ikke-vandig neptunium kemi i +3 oxidationstilstand. Specifikt, de har demonstreret, at et tidligere udviklet udgangsmateriale i +4-oxidationstilstanden kan reduceres til neptunium(III) for at give et strukturelt karakteriseret udgangsmateriale med kendt molekylformel, der kan isoleres (i modsætning til nuværende in situ-ruter, for hvilke den nøjagtige natur af udgangsmaterialet kendes ikke). Denne nye metode hjælper med at give et bredt tilgængeligt indgangspunkt til neptunium(III) kemi for ethvert godkendt radiologisk laboratorium. Syntetisering af neptunium lader videnskabsmænd belyse detaljer om reduktion-oxidationskemien, bindende motiver, og elektroniske strukturegenskaber. Tidlige undersøgelser med neptunium produceret via denne nye syntetiske rute bemærker også nogle vigtige forskelle i reduktion-oxidationsstabilitet i tetrahydrofuran mellem neptunium og plutonium. Især forskerne fandt ud af, at mens neptunium(IV) er stabil i tetrahydrofuran, plutonium(IV) er ikke og danner et blandet valent plutonium(III)/plutonium(IV) salt. Forskerne konkluderer, at dette arbejde kan føre til det samme niveau af fremskridt, som forskerne så tidligt i 2000, da de udviklede en lignende forløber for uran.