Открыто «невозможное» соединение плутония

Многие ученые работают над предсказанием того, что произойдет с ядерными отходами через миллион лет. В связи с этим им необходимо знать, в какие формы могут переходить соединения радиоактивных металлов и во что они превращаются в итоге.

Кроме того, многие страны сегодня работают над повышением безопасности хранения ядерных отходов. Например, плутоний и его соединения могут смешиваться с илом на дне водоемов и образовывать коллоидные частицы, которые затем переносятся на километры по течению и оказываются там, где никто не ожидал их увидеть.

Команда ученых из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф исследует радиоактивные соединения и изменения, которые они претерпевают в окружающей среде под действием различных факторов. Ученые синтезируют радиоактивные молекулы, а затем анализируют их электронное строение и структуру частиц с помощью передовых методов. Но в новом исследовании, опубликованном в журнале Angewandte Chemie, ученые описывают неудавшийся, на первый взгляд, эксперимент.

Все началось с того, что специалисты пытались получить частицы диоксида плутония (PuO₂), используя различные исходные вещества. Когда авторы работы получили это вещество, используя соединение шестивалентного плутония, они вдруг поняли, что в системе произошла какая-то странная химическая реакция.

Последующий анализ продукта реакции показал, что он содержит фазу с формулой NH₄PuO₂CO₃. Сначала ученые не поверили в это, ведь до сих пор не было открыто ни одного соединения пятивалентного плутония и считалось, что их существование невозможно. Но повторный синтез и анализ показали, что эта фаза — действительно пентаоксид плутония. Кроме того, повторное исследование образца спустя три месяца показало, что NH₄PuO₂CO₃ очень стабилен — а это редкость для соединений подобного радиоактивного элемента.