放射線に耐える トリウム・ビナフトール・メタル・オーガニック・フレームワーク
Sara E Gilson1, Melissa Fairley2, Patrick Julien3
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Notre Dame, Notre Dame, Indiana 46556, United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 18, 2020
まとめ
新しいトリウム有機構造体 (TOF-16) は,高用量ガンマ放射線による構造的損傷を示さず,ヘリウムイオン爆撃に対する著しい安定性を示し,核廃棄物の応用の可能性を示唆しています.
科学分野:
- 材料科学
- 核工学
- 化学について
背景:
- メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は様々な用途の有望な材料です.
- MOFの放射線安定性を理解することは,核廃棄物管理などの高放射線環境での使用に不可欠です.
- トリウム有機フレームワーク (TOF) は,ユニークな性質を持つMOFのクラスを表します.
研究 の 目的:
- TOF-16という新しいトリウム有機構造を 合成し特徴づけること
- ガンマ線とヘリウムイオンを使用してTOF-16の放射線抵抗を評価する.
- 核廃棄物の流れにおけるMOFの応用の可能性を評価する.
主な方法:
- TOF-16の合成と特徴づけ
- TOF-16のガンマ放射線は 4MGyまで
- TOF-16のヘリウムイオン (He2+) 放射線は,最大25Mgyである.
- 構造の整合性を評価するX線散離分析
主要な成果:
- TOF-16は4MGyのガンマ放射線で 構造的な損傷を示さなかった.
- TOF-16の結晶性喪失は15MGyのHe2+イオン照射から始まった.
- 結晶性の完全な喪失は,約25MgyのHe2+イオン照射で発生した.
- この研究は,MOFの最初のHe2+イオン照射を示しています.
結論:
- TOF-16は,核廃棄物環境で使用される材料と比べて,驚くべき放射線耐性を示しています.
- 一般的にMOFは,核廃棄物流における放射線被曝に耐える可能性を示しています.
- 放射線耐性が向上したMOFを設計するには,さらなる体系的な研究が必要である.
