Steve Liddle, az egyetem Szervetlen Kémia Tanszékének vezetője és a Radiokémiai Kutatási Központjának társigazgatója szerint napjainkban egyre nagyobb szükség van a nukleáris hulladékok elkülönítési és újrahasznosítási módszereinek fejlesztésére.
A szakember úgy gondolja, ehhez első körben arra lesz szükség, hogy jobban megismerjük az aktinoidák – azaz a 90 és 103 közti rendszámú, radioaktív kémiai elemek – komplexeinek elektronszerkezetét. Ezek feltérképezése ugyanis elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük, miként lépnek ezen elemek kölcsönhatásba azokkal az anyagokkal, melyekkel kezelni próbáljuk őket.
Az aktinoidák elektronszerkezetének számszerűsítése azonban nem könnyű feladat, mivel a komplexek elektromos hatásai igen jelentősek és összetettek – éppen ezért a jellemzés nem olyan egyszerű, mint egyéb vegyületeknél. A nehezen megoldható modellezés miatt az aktinoidák elektronszerkezetének leírásai kvalitatívak, pedig nagy szükség lenne számszerűsített, szimuláció-szerű jellemzésre is.
A kutatásban résztvevő szakemberek egy része régebben dolgozott már hasonló komplexekkel, annyi különbséggel, hogy a korábbi vizsgálatokban az egyik nitrogénatom helyett egy oxigénatom szerepelt a vegyületben. Az elemzés során a szakértők rájöttek, hogy a komplexek szimmetriája, valamint a vegyületekben található uránionok oxidációs állapota miatt az anyag alkalmas a kvantitatív modellezésre.
Ehhez azonban arra volt szükség, hogy létrehozzanak egy nagyobb urán-nitrid csoportot, hogy a megalkotott jellemzés ne egyetlen vegyületet írjon le. A csapat szerencsére megtalálta a módját a probléma megoldására, így nekiláttak különböző szintű magnetizálásának – ezzel sikerült megfigyelni a molekulák legmélyén található elektronok állapotát is. A vizsgálatok végén egy meglehetősen nagy számszerűsített modell jött létre.
Ezután a komplexeket újabb elemzések – például közeli infravörös spektroszkópiás vizsgálat – alá vetették, majd az így megszületett eredményeket összevetették a korábbi adatokkal, kialakítva egy jóval pontosabb képet.
És hogy a felfedezés miért is fontos? Nos, a szakemberek bíznak benne, hogy az eredményeknek köszönhetően sikerül jobban megérteni, hogy ezen elemek miként viselkednek azokkal az anyagokkal, melyekkel dúsítani vagy koncentrálni próbálják az aktinoidákat. Ez azt jelenti, hogy a jelen kutatásra épülő újabb vizsgálatok egy napon megtalálhatják a módszert a nagyobb hatékonyságú radioaktív hulladék-újrahasznosítására.
Bár jelenleg vannak technikák a reaktorokban keletkező melléktermékek – például a kiégett fűtőelemekben lévő urán – újrafelhasználására, egyik eljárás sem alkalmas a hulladékok 100 százalékának visszaalakítására. Éppen ezért lenne fontos, hogy sikerüljön megtalálni a módszert a sugárzó elemek kezelésére.
(Via: University of Manchester)
