05/07/2012 - Neue Trophäe-Trophäe zur Revolutionierung der Nuklearindustrie

Menéame

Nach jahrzehntelangen erfolglosen Versuchen der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist es einem Forscherteam gelungen, endlich eine stabile Version einer Trophäe, die zur saubereren Stromerzeugung führen könnte.

In einem Artikel in der Zeitschrift WissenschaftDie Mitglieder des Teams, das sich aus Wissenschaftlern der Universitäten Nottingham und Manchester (Vereinigtes Königreich) zusammensetzt, gaben bekannt, daß sie eine Urannitrid Terminal, das stabil bei Raumtemperatur. Sie haben außerdem gezeigt, dass die Verbindung in kristallklaren Flaschen oder als Pulver gelagert werden kann.

Die Studie wurde zum Teil durch das von der Europäischen Union finanzierte Projekt UNCLE (Uran in nicht klassischen Ligand-Umgebungen) unterstützt, das vom Europäischen Forschungsrat (EFR) einen Startzuschuss (Starting Grant) in Höhe von 999 996 EUR erhielt.

Die Forscher argumentieren, dass die Fortschritte künftige Auswirkungen auf die Kernenergieindustrie haben könnten, da Uran-Nitrid-Materialien eine tragfähige Alternative zu den in Kernkraftwerken verwendeten gemischten Oxiden bieten könnten, da sie ihre Leistungsfähigkeit in Bezug auf hohe Dichte, Schmelzpunkt und Wärmeleitfähigkeit übersteigen. Darüber hinaus könnte das Verfahren der Wissenschaftler zur Herstellung der Verbindung eine sauberere Route bei niedrigerer Temperatur ermöglichen als die derzeit angewandten Methoden.

Frühere Versuche zur Herstellung von Uran- und Stickstoffverbindungen mit dreigliedrigen Verbindungen erforderten Temperaturen, die so niedrig waren wie fünf Grad Kelvin (-268 °C), was etwa der Temperatur des interstellaren Raumes entsprach; daher war es schwierig, mit ihnen zu arbeiten und sie zu manipulieren, da sie spezielle Ausrüstung und Techniken benötigten.

Urannitride werden gewöhnlich durch Mischen hergestellt Dinitrogen oder Ammoniak mit Uran unter hohen Temperaturen und unter hohen Druckbedingungen. Nach Ansicht der Forscher besteht das Problem darin, daß die für die Zubereitung der Substanz so strengen Reaktionsbedingungen Verunreinigungen verursachen, die dann schwer zu beseitigen sind. In den letzten Jahren haben sich die Wissenschaftler daher auf die Verwendung von molekularen Methoden bei niedrigen Temperaturen konzentriert; aber alle früheren Versuche wurden als komplexes Ergebnis mit Brücken-Ligandos, anstatt der gewünschten Endprodukte, nämlich Nitride.

Die in dieser Studie verwendete Methode beinhaltet die Verwendung eines Liganden (einem organischen Molekül, das mit einem Metall verbunden ist) sehr silbernen Stickstoff, der das Uranzentrum umgibt, wodurch ein Schutzbeutel entsteht, in dem der Stickstoff von Nitrum platziert werden kann. Die Stabilisierung des Nitrirs während der Synthese konnte durch das Vorhandensein eines schwach verbundenen Natrium-Kation (Ionen mit positiver Belastung) erreicht werden, der durch Blockieren des Nitrurs eine Reaktion auf andere Elemente verhindert. Im Endstadium wurde Natrium sanft entfernt, indem es aus der Struktur entfernt wurde, wodurch es möglich wurde, als Endprodukt stabiles, dreigliedriges Urannitrid zu erhalten.

Dr. Stephen Liddle von der Universität Nottingham kommentierte: "Die Schönheit dieser Arbeit liegt in ihrer Einfachheit: durch die Einkapselung des Urannitrids mit einem sehr sperrigen Stützband, die Stabilisierung des Nitrirs während der Natriumsynthese und dann die Entgiftung dieses Natriums unter milden Bedingungen, endlich konnten wir die Bindung des Urannithrums isoliert werden.

Eine große Motivation, diese Arbeit zu tun, war es, dass es uns half, die Art und den Umfang der Kovalenz in der chemischen Verbindung von Uran zu verstehen. Dies ist im Wesentlichen interessant und wichtig, da es bei der Gewinnung und Trennung von 2-3

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