Encaixando um pino quadrado em um buraco redondo - a estrutura surpreendente do urânio encadernado em hematita

3000+ Common English Words with Pronunciation (Julho 2019).

Anonim

Uma abordagem promissora para estabilizar a contaminação de urânio nos solos é envolver o urânio radioativo em minerais que contêm ferro, como a hematita. Mas quão bem o urânio se liga à hematita e por quanto tempo? Os cientistas discordaram da estrutura química do urânio ligado à hematita, dificultando a previsão a longo prazo. Ao combinar uma caracterização experimental precisa com modelagem de dinâmica molecular, uma equipe internacional de pesquisadores descobriu a resposta. E não é o que alguém esperava.

A contaminação por urânio se esconde nas águas subterrâneas e nos solos dos sites do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e em muitas áreas industriais ao redor do mundo, e algumas formas podem ser facilmente transportadas. Uma abordagem para limitar a mobilidade do urânio é aumentar sua ligação com óxidos de ferro ou outros minerais. Fazê-lo também poderia permitir aos cientistas prever melhor seu comportamento de longo prazo para garantir que o urânio permaneça estabilizado por milhares de anos.

Enquanto os cientistas vêm estudando a ligação do urânio com os minerais que contêm ferro por algum tempo usando a espectroscopia de raios X, diferentes pesquisadores interpretaram dados semelhantes de maneiras drasticamente diferentes. Este tem sido um problema difícil, porque o urânio, como um pino quadrado em um buraco redondo, não deve se encaixar na estrutura cristalina da hematita, um dos mais abundantes minerais de ferro encontrados nos solos. A solução, desenvolvida por pesquisadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico e da Universidade de Manchester, transforma o trabalho anterior em sua cabeça. Com o apoio do Office of Science do DOE, do Office of Basic Energy Sciences, do PNNL e do supercomputador Cascade da EMSL, o Environmental Molecular Sciences Laboratory, uma equipe do DOE Office of Science, a equipe calculou muitas possíveis estruturas atômicas do urânio incorporada na estrutura deste mineral.

Eles descobriram que as vagas criadas na estrutura atômica da hematita durante sua formação acomodam o urânio. Nem esta acomodação nem a flexibilidade mostrada pelo urânio era esperada. Esse processo de encadernação nunca havia sido identificado, mas os métodos usados ​​para fazer esse achado poderiam explicar vários mistérios previamente relatados na literatura científica. O trabalho abre a porta para novos estudos sobre como outros contaminantes radioativos se ligam aos minerais do solo e levará a previsões mais precisas de como esses contaminantes se comportam no ambiente.

menu
menu