Znanstvenici slučajno otkrili potpuno stabilan oblik plutonija

Plutonij je element poznat po svojoj nestabilnosti, zbog čega ga je izuzetno teško transportirati na siguran način, skladištiti, a još ga se teže riješiti. Međutim, tim njemačkih znanstvenika posve je slučajno možda nabasao na savršeno rješenje za sve navedene probleme.

Plutonij osim što je izrazito nestabilan i radioaktivan element, vrlo je moćan izvor energije, ali ima i potencijalno katastrofalne posljedice po okoliš, ako dospije u njega. Neki izotopi plutonija raspadaju se i na desetke milijuna godina, što predstavlja vrlo lošu vijest ako takav izotop završi u podzemnim vodama ili izvorima pitke vode.

S obzirom na sve navedeno, vrlo je važno istražiti sve o plutoniju kako bi se osiguralo da se njegovo stvaranje, korištenje, transport, skladištenje i odlaganje obavljaju na najsigurniji mogući način, javlja Zimo.

Znanstvenici iz centra Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) bave se upravo takvim istraživanjima, a tijekom jednog od njih posve su slučajno otkrili novi oblik plutonija. Ono što je u tome bilo revolucionarno jest to da je taj oblik plutonija bio stabilan.

Jedan od sigurnijih oblika plutonija jest plutonijev dioksid, koji je relativno stabilan keramički materijal, koji se ne topi u vodi i ima visoko talište. Nanočestice plutonijeva dioksida mogu se napraviti iz više različitih plutonijevih izotopa.

Znanstvenici su, dok su za izvor iz kojeg će dobiti plutonijev dioksid koristili plutonij (VI) i dok se on topio u vodi, primijetili čudnu reakciju. Tijekom tranzicije u plutonij dioksid, plutonij (VI) prošao je kroz prijelaznu fazu koja je bila stabilna i u kojoj je bio u krutom stanju. Isprva se činilo da je riječ o pentavalentnom plutoniju (plutonij V), no taj njegov oblik obično nije niti krut niti stabilan.

Zapravo, otkriće njemačkih znanstvenika je bilo toliko iznenađujuće da su pretpostavili kako je sinteza pošla po krivu.

Svaki put kad radimo nanočestice iz drugih prekursora, Pu III, IV ili V, reakcija je vrlo brza, no ovdje smo promatrali čudan fenomen usred reakcije. Kemičari su bili u potpunoj nevjerici, ali rezultati su bili posve jasni, kaže Kristina Kvashnina, šefica navedenog tima znanstvenika.

Kako bi potvrdili rezultate, znanstvenici su novi oblik plutonija testirali u spektrometru za apsorbiranje x-zraka u Rossendorf Beamlineu (ROBL). Tamo se inače proučava energija radioaktivnih materijala njihovim izlaganjem x-zrakama te naknadnim mjerenjem razine njihove flourescentnosti.

Testiranja su potvrdila otkriće i novu fazu pentavalentnog plutonija (Pu V). Kako bi bili posve sigurni, znanstvenici su isti materijal testirali nakon tri mjeseca i otkrili da je dugoročno stabilan.

Zasad su moguća samo teorijska predviđanja, ali postojanje nove krute faze Pu V, koja je stabilna, morat će se odsad uzeti u obzir. To će promijeniti teorijska predviđanja ponašanja plutonija u okolišu u razdoblju od milijun godina, zaključuje Kvashnina.

Istraživanje je objavljeno u znanstvenom časopisu Angewandte Chemie.