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中美德合作在核废料处理领域取得新进展

添加时间:2024-02-02

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新华社南京4月21日电(记者陈席元)记者从苏州大学获悉,来自中、美、德三国的科研人员合作,在核废料处理领域取得重要进展,实现了强放射性元素镅的稳定分离。相关成果20日发表在国际学术期刊《自然》上。

作为论文共同通讯作者,苏州大学放射医学与辐射防护国家重点实验室教授王殳凹告诉记者,镅是核能发电的副产物,也是核废料具有长久放射毒性的主要来源。

“目前,国际上处理镅的主流思路是将其转化为毒性低、寿命短的核素,但这需要先将三价镅与镧系元素分离,难点就在这里。”王殳凹说。

他告诉记者,三价镅和镧系元素就像“双胞胎”,具有几乎相同的离子半径和配位化学性质,难以区分。如果把三价镅氧化到六价,就可以利用六价镅与镧系元素在配位构型上的差异,将二者分离。

放射性核废料处理问题_核废料放射量为多少克以上_核废料放射性物质

“但在传统的萃取分离过程中,六价镅只能存在数秒钟的时间,极易被还原为三价镅,导致前功尽弃。”论文共同第一作者、苏州大学副研究员张海龙说,科研团队探索了5年,为六价镅“量身定制”了一种多酸簇合物。

“这种簇合物就像‘牢笼’,它的结构和六价镅的‘身材’紧密契合,通过与六价镅发生强络合作用,将后者‘关’在里面。”张海龙说。

实验结果显示,这种簇合物能够让六价镅在酸性溶液中稳定存在24小时以上。科研人员得以仔细研究六价镅与镧系元素的结构差异,顺利研发出将二者有效分离的超滤净化装置。

《自然》同期刊发了《金属氧化物“笼”开辟核废料处理新策略》的评述文章。“审稿人认为,我们提出的方案简便易行,有望改变核废料管理现状。随着世界朝着更加可持续的增长方式迈进,这项技术将在全球范围产生更广大的影响。”论文共同通讯作者、苏州大学教授王亚星说。

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