miércoles, 18 de diciembre de 2013

Observan por primera vez el estado de oxidación del uranio

El uranio, a menudo se encuentra en una de las diferentes formas de oxidación. Comprender cómo los óxidos de uranio se transforman los unos en los otros es importante para la gestión de residuos nucleares. Un nuevo estudio de rayos x de dos óxidos de uranio revela un estado de oxidación que no había sido observado de forma directa previamente. Los resultados deberían mejorar los modelos acerca de cómo se comporta el uranio en los procesos geoquímicos y como podría funcionar como catalizador para propósitos industriales.

Las barras de combustible nuclear normalmente contienen dióxido de uranio(UO2), en el cual el uranio está en un estado de oxidación +4, notado como U(IV). En este caso, uno puede imaginar que el uranio hace posible que cuatro electrone creen enlaces químicos. Tras su uso, el dióxido de uranio gastado puede ser almacenado en containers, pero una preocupación es que el UO2 se oxidará en óxidos mixtos, tales como U4O9 and U3O8, los cuales tienen más de un estado de oxidación. Estas reacciones de óxido de uranio, las cuales pueden conllevar contaminación medioambiental, no están bien caracterizadas debido a las ambigüedades en estudios previos sobre los estados finales de oxidación.

Ahora, un grupo de investigadores europeos ha llevado a cabo experimentos de espectroscopía de rayos x en U4O9 y U3O8. Su estrategia única es sondear la transición desde la capa de electrones 3d a la capa 5F en el átomo de uranio usando una configuración que proporciona resolución de alta energía. Esto requiere exponer muestras a rayos x de 3.7-kilo-electron-voltios del sincrotrón ESRF. El equipo identificó picos en el espectro de absorción que muestran, por primera vez, que el U(V) es uno de los estados de oxidación tanto en U4O9 como en U3O8.

Via Physics.aps

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