Ученые создали уникальную молекулу для повышения безопасности атомной энергетики
Специалисты Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли достигли впечатляющих результатов, синтезировав первую в истории органометаллическую молекулу с беркелием — беркелоцен. Это революционное достижение раскрывает уникальные аспекты химии актинидов и открывает перспективы для создания экологичных решений в области управления радиоактивными материалами.
Органометаллические соединения, где атом металла интегрирован в углеродную структуру, давно изучаются для легких элементов, таких как уран. Однако создание подобных соединений с тяжелыми актинидами, включая 97-й элемент таблицы Менделеева, считалось почти невозможным из-за их нестабильности.
«Нам впервые удалось зафиксировать химическую связь между беркелием и углеродом, — поделился Стефан Минасян, ведущий исследователь проекта. — Это фундаментальное открытие перевернет наши представления о тяжелых элементах».
История беркелия началась еще в 1949 году, когда нобелевский лауреат Гленн Сиборг впервые выделил этот элемент. Сложности изучения обусловлены как экстремальной радиоактивностью, так и дефицитом материала — мировое производство ограничивается считанными миллиграммами ежегодно.
Используя передовые технологии, научная группа разработала герметичные камеры для безопасной работы с 0,3 мг изотопа беркелий-249. Инновационная система защиты полностью исключила контакт реактивов с окружающей средой, позволив провести эксперимент с беспрецедентной точностью.
Рентгеновская кристаллография подтвердила уникальную структуру соединения: ион Bk(IV) равномерно распределен между двумя углеродными кольцами. Вдохновляясь примером ураноцена, ученые успешно адаптировали технологию для более тяжелого элемента, создав беркелоцент.
Неожиданные результаты продемонстрировал компьютерный анализ, проведенный Йохеном Аутшбахом. Выяснилось, что беркелий сохраняет стабильность в степени окисления +4, что противоречит предыдущим гипотезам о сходстве с лантаноидами.
Это открытие совершает прорыв в понимании периодической системы элементов, предлагая научную основу для разработки эффективных методов хранения радиоактивных материалов. Новые знания приближают эпоху безопасной атомной энергетики с минимальным экологическим следом.
Последние достижения в материаловедении, включая создание инновационных самовосстанавливающихся материалов, дополняют этот успех, укрепляя позиции науки в решении глобальных экологических задач.
