Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые нашли способ, который поможет безопасно утилизировать радиоактивный цезий
Ученые впервые показали, как при нагревании меняется кристаллическая структура слоистых титаносиликатов — минералов куплетскита и цезийкуплетскита. Оказалось, что под действием температуры в кислородной среде марганец, содержащийся в минералах, теряет электроны, а также из минералов «уходит» вода. В результате кристаллы куплетскита и цезийкуплетскита сжимаются. Полученные данные расширяют представления о физических свойствах титаносиликатов, содержащих цезий, и потенциально позволят использовать эти минералы для захоронения радиоактивного цезия.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Minerals.
Куплетскит и его цезий-содержащий аналог — цезийкуплетскит — слоистые минералы, природные титаносиликатные соединения. Они имеют пористую структуру, образованную чередующимися молекулярными слоями двух типов. Одни слои сложены из атомов марганца с примесью железа и магния, другие — из титана и кремния. В пространстве между этими слоями находятся крупные катионы — положительно заряженные ионы, например цезий.
Цезиевые минералы довольно редкие в природе, поэтому цезийкуплетскит привлекает внимание ученых как природный концентратор цезия — элемента, широко использующегося в химической промышленности, нефтедобыче, радиационных детекторах и фотонике. Помимо этого, куплетскит и цезийкуплетскит интересны как потенциальные прототипы материалов с перспективными сорбционными (поглощающими) свойствами по отношению к цезию. Радиоактивный изотоп цезия (цезий-137) — один из главных загрязнителей окружающей среды при радиационных катастрофах, поэтому исследование атомного строения подобных минералов-концентраторов цезия в области повышенных температур важно для разработки технологий перевода его в стабильную минералоподобную форму.
Ученые из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский) с коллегами впервые описали поведение двух минералов группы куплетскита — без цезия и с этим элементом в составе — при высоких температурах. Образцы минералов нагревали до 1000℃ — порога, до достижения которого в большинстве минералов происходят структурные преобразования. Изменения, вызванные нагревом, исследователи регистрировали с помощью рентгеновской дифрактометрии — метода, позволяющего установить структуру образца по его способности отражать рентгеновские лучи.
Оказалось, что при нагревании до температуры 500℃ кристаллические структуры минералов расширялись, после чего происходило их резкое сжатие. Детальное исследование показало, что это сжатие связано с окислением — отдачей электронов — марганца, которое сопровождается потерей воды соединением. Таким образом, авторы впервые установили, что окисление марганца под воздействием температуры происходит подобно процессам, связанным с окислением железа, и сопряжено с «обезвоживанием» минерала. Учитывая широкое распространение реакций окисления железа в породообразующих минералах — амфиболах, турмалинах, слюдах и глинах, — можно предположить подобное поведение и для их марганцевых аналогов.
Кристаллическая структура изученных минералов и фигуры коэффициентов термического расширения / © Елена Житова, пресс-служба РНФ
По аналогии с реакциями окисления железа авторы предположили, что окисление марганца может происходить в горных породах при повышенных температурах и давлениях, хотя и в более локальном масштабе, чем для железа, из-за ограниченного распространения богатых марганцем пород. Присутствие «потерявших воду» минералов (или их разновидностей) с окисленным марганцем может также указывать на их нагрев до температуры выше 500°C в кислородной среде.
Описанные авторами особенности не только дополнили знания о физических свойствах минералов, но и расширили представления о процессах, протекающих в них при нагревании. Подобные процессы происходят при преобразовании минералов в глубинных оболочках Земли и при их технологической обработке. Полученные данные потенциально могут использоваться в горной промышленности при добыче соединений марганца и цезия.
«Наши результаты также могут быть полезны при создании материалов, избирательно «поглощающих» цезий, в том числе при производстве керамик для захоронения радиоактивного цезия. В дальнейшем мы планируем провести обобщающие исследования по расшифровке механизмов, действующих на атомном уровне, при нагреве титаносиликатных минералов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Елена Житова, кандидат геолого-минералогических наук, заведующая лабораторией минералогии Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
В исследовании участвовали сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург), Института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН (Иркутск), Университета Манитобы (Канада) и Геологического института Кольского научного центра РАН (Апатиты).
Telegram 
Дзен 
VK Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Международная группа ученых провела необычный эксперимент. Исследователи взяли образцы фекалий у детей с разными типами темперамента и пересадили их крысам. После этого животные начали вести себя по-разному: те, кто получил микробиоту от активных детей, стали смелее и больше исследовали новое пространство. Это открытие намекает на то, что бактерии, живущие в кишечнике с детства, в какой-то мере способны влиять на формирование личности.
Обитающий в полярных районах Северного полушария гренландский кит (Balaena mysticetus) живет более двух столетий и почти не болеет раком. Секрет его долголетия оказался скрыт в клетках соединительной ткани, ответственной за заживление ран: при пониженной температуре в них активируется особый белок, усиливающий восстановление поврежденной ДНК.
Владельцы домашних животных нередко «очеловечивают» их и окружают заботой так же, как маленьких детей. Кажется, что такое внимание должно помочь питомцам прожить долгую счастливую жизнь и уберечь их от болезней, однако ученые заметили противоположный эффект. Его в новой книге описала международная команда ветеринаров.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
В современном доме, насыщенном разнообразной техникой, удлинители стали незаменимым атрибутом, позволяющим обеспечить электропитанием все необходимые устройства. Однако мало кто задумывается, что привычное использование этого аксессуара может нести серьезную угрозу безопасности. По статистике, значительная часть бытовых пожаров происходит из-за неправильной эксплуатации электропроводки и вспомогательных устройств. Какие приборы категорически нельзя подключать через удлинители и почему это может привести к трагическим последствиям, рассказывает профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА, доктор физико-математических наук Алексей Юрасов.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно