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Separación ultraeficiente del americio y el lantánido mediante control del estado de oxidación

Zhipeng Wang¹, Jun-Bo Lu², Xue Dong¹

¹Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China.

Journal of the American Chemical Society

|March 30, 2022

Resumen

Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores han desarrollado un nuevo método para separar el americio (Am) de los lantánidos (Ln) mediante la estabilización del Am pentavalente (AmV). Este avance ofrece un factor de separación altamente eficiente, crucial para el tratamiento de residuos nucleares.

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Published on: December 5, 2019

Área de la Ciencia:

Química nuclear
La radioquímica
Ciencia de la separación

Sus antecedentes:

La separación entre lantánidos y actinidos es fundamental para la energía nuclear y la gestión de residuos.
Separar el americio (Am) de los lantánidos (Ln) es un desafío debido a sus propiedades químicas similares.
Los métodos existentes para la separación de Am por oxidación están limitados por la inestabilidad de los estados de oxidación de Am más altos.

Objetivo del estudio:

Desarrollar una nueva estrategia para la separación eficiente de Am de Ln.
Para estabilizar el Am pentavalente (Am ((V)) para una mejor separación.
Establecer un nuevo enfoque para el estudio de la química del estado de alta oxidación del Am.

Principales métodos:

Coordinación de Am(III) con un ligando de la diglicolamida.
Oxidación de Am (III) a Am (V) utilizando las especies Bi (V) en un disolvente orgánico.
Técnica de extracción con disolvente para la separación de Am/Ln.
Modelado teórico cuántico para dilucidar el mecanismo de reacción.

Principales resultados:

Generación y estabilización exitosas de Am (AmV) pentavalente.
Se obtiene un factor de separación excepcionalmente alto (> 10^4) para el Am de Ln en un solo paso de extracción.
Se ha demostrado que el proceso sinérgico de coordinación y oxidación se produce efectivamente en el disolvente orgánico.
Se aclaró el mecanismo de formación y estabilización de AmV.

Conclusiones:

La nueva estrategia permite una formación estable de Am (V), lo que facilita una separación de Am/Ln altamente eficiente.
Este método supone un avance significativo para el tratamiento de los residuos nucleares y el ciclo del combustible nuclear.
Abre nuevas vías para explorar la química de alto estado de oxidación del Am.