铀、钚和其他放射性材料的存储几十年来一直让政府官员和科学家们感到头疼,但来自美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的研究人员可能已经找到了一种更简便的方法使它们无害化。
锕系金属,如铀,特别是钚,既构成环境威胁,也构成安全风险——如果被盗,它们可能被用于制造核武器。研究人员早就知道,安全处置剩余钚的一种方法是将其与硼结合,将其转化为非常稳定且不溶的化合物——硼化钚。然而,将这两种元素结合起来已被证明是困难的。传统上,该过程包括将这两种材料加热到 3000 摄氏度以上,冷却后再研磨成粉末,然后将其混合并再次加热。在某些情况下,这个过程不得不重复几次。
因此,洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的安东尼·卢皮内蒂和他的同事们决定寻找其他能耗更低的方法来结合锕系元素和硼。卢皮内蒂指出:“我们正在使用活性化合物来克服处理这些非常复杂的反应时遇到的问题。”他们没有使用元素铀和硼,而是尝试了四氯化铀和二硼化镁等化合物。
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结果是得到了所需的硼化铀和副产品氯化镁,后者很容易被洗掉。卢皮内蒂解释说:“通过将锕系金属卤化物(如四氯化铀和三氯化铀)与分子硼前体(如二硼化镁或六硼化钙)结合使用,我们已经能够在低得多的温度下(在 500 到 800 摄氏度范围内)进行反应。”
尽管他们的初步实验是在非常小的规模上进行的,仅在一个小石英管中使用了约 100 毫克的材料,但研究人员对此持乐观态度。卢皮内蒂观察到:“这是一个非常年轻的领域。我们仍在探索结合这些物质的规律——使用整个元素周期表和温度的广泛变化,以及像高温溶剂这样的不寻常的材料。”“变量太多了,我们都在一起学习,所以这是一门非常令人兴奋的科学。”