重大发现:武器级元素钚踪迹显现

作者: 时间: 2012-05-22 分类: 新闻资讯 | 2 评论数 |

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经过几十年的搜寻,在洛斯阿拉莫斯国家实验室和日本先进科学研究中心工作的科学家已经取得了突破。领导研究小组的Koutroulakis 和Hirsohi Yasuoka通过使用冷却到接近绝对零度的二氧化钚,找到了钚的特征信号。Yasuoka 和Koutroulakis使用了二氧化钚,并使用有可能显示钚核磁共振特性的宽波信号频率来运行核磁共振机。为了使放松状态延长至100秒,他们使样本冷却到绝对温度4度—氦在此温度下也能被液化。

重大发现:武器级元素钚踪迹显现

经过50年的搜寻,物理学家们已经发现放射性钚的踪迹,使隐藏在核武器之后的这种复杂分子的秘密显露了出来。

重大发现:武器级元素钚踪迹显现

重大发现:武器级元素钚踪迹显现

研究人员使用核磁共振光谱发现了“钚信号”,这种方法经常被用来探索原子和分子的电子结构。

他们的研究结果在5月18日的《科学》杂志上有详细阐述,这能帮助科学家及其他人找出相对量,不同类的钚(及其多种化合物)。例如在核反应堆当中。

该发现的研究人员,洛萨拉摩斯国家实验所的Georgios Koutroulakis 说:“即使有人拥有一个核反应堆,钚已经在那里存在很长时间了,他可能并不真正了解钚的量到底有多少。”

研究人员还表示,这一发现不仅可能使其他更多的星球探索事业受益—例如星际探测中的发电项目,而且对于生活息息相关的行业也有很多裨益,例如核废料的长期储存。

强大的钚

钚-239被发现于1941年,但其“踪迹”却从未显现,这就意味这人们对钚与其周围元素反应的方式不完全清楚。但知道这一点有时候非常重要,例如,在分析核废料或残渣时,就要知道样本中的钚含量到底是多少。

现在,经过几十年的搜寻,在洛斯阿拉莫斯国家实验室和日本先进科学研究中心工作的科学家已经取得了突破。领导研究小组的Koutroulakis 和Hirsohi Yasuoka通过使用冷却到接近绝对零度的二氧化钚,找到了钚的特征信号。

“现在你可以对钚化合物进行探测,这在之前是不可能做到的,”圣母大学化学和生物化学教授Thomas Albrecht-Schmitt说。他对这篇期刊文章进行了审查,但他本人没有涉及目前的研究。他接着说:“看到文章标题的那一刻,我的下巴差点掉到地上去,我是一直都想对此进行研究的那些人中的一个。这件事的伟大之处在于:他们真的做了!”

查找钚的痕迹

核磁共振光谱仪的工作原理是:把一份样本放在一个强磁场中,直至样本中的带电粒子自旋发生混乱。当磁场关闭之后,原子处于“放松状态”,自旋开始朝任意方向再次进行。当原子处于放松状态的的时候,它们会释放出代表特定原子的信号。

这些特征信号被称为“化学转换”,因为频移与基准频率有关。科学家能够使用一种已知分子的结构来找出其他类似分子的结构。

但是要通过上面的方式对钚进行检测是很难的。首先,钚因为具有很强的辐射性,所以是很难操作的;其次,在核磁共振机中的元素会释放出信号,而钚的化学转换要比较轻元素的化学转换大数千倍,这就意味着你正在观测的无线电的“尖峰信号”能量更大。除此之外,当磁场关闭之后,钚的放松状态极为短暂,仅仅只有十亿分之一秒。相比之下,大多数元素的放松状态为百万分之一秒。

为了解决这些问题,Yasuoka 和Koutroulakis使用了二氧化钚,并使用有可能显示钚核磁共振特性的宽波信号频率来运行核磁共振机。为了使放松状态延长至100秒,他们使样本冷却到绝对温度4度—氦在此温度下也能被液化。

这种方法能够帮助科学家找出处理核废料的方法Albrecht-Schmitt说:“钚废料为数众多,其衰化方式也千奇百怪。”

研究人员称,虽然这种方法会使钚的探测变得更加容易,但是这种方法是否适用于其他的钚化合物,还有待进一步测试。

翻译:Doris 校对:深水双鱼

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2 条评论 给“重大发现:武器级元素钚踪迹显现”

  1. 完全看不懂,武器级是什么意思?能做什么

  2. 配图是软糖吗??

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