Esillä tällä viikolla
Plutonium on transuraaninen radioaktiivinen kemiallinen alkuaine, jolla on symboli Pu ja atominumero 94. Se on hopeanharmaata ulkomuotoa oleva aktinidimetalli, joka himmenee ilmassa ja muodostaa tylsän pinnoitteen hapetettuaan. Elementillä on normaalisti kuusi allotrooppia ja neljä hapetustilaa. Se reagoi hiilen, halogeenien, typen, piin ja vedyn kanssa. Kun se altistuu kostealle ilmalle, se muodostaa oksideja ja hydridejä, jotka laajentavat näytettä jopa 70 tilavuusprosenttiin, jotka puolestaan hiutuvat pyroforisena jauheena. Se on radioaktiivinen ja voi kerääntyä luihin, mikä tekee plutoniumin käsittelystä vaarallista. [1] Plutoniumia esiintyy luonnollisesti hyvin pieninä määrinä. Plutonium-239 ja plutonium-240 muodostuvat ydinvoimaloissa, kun uraani-238 sieppaa neutroneja. [2]
Fsyöneet artikkelit
Se on ottanut yhden maailman tehokkaimmista lasereista, mutta tutkijat ovat tehneet sen. He ovat vahvistaneet 'superionisen' kuuman jääjäädytetyn veden olemassaolon, joka voi pysyä kiinteänä tuhansissa lämpöasteissa. Tämä outo jään muoto on mahdollista valtavan paineen takia, ja kokeen tulokset voivat valaista jättimäisten jääplaneettojen, kuten Uranuksen ja Neptunuksen, sisätilojen rakennetta. Maan pinnalla veden kiehumis- ja jäätymispisteet vaihtelevat vain vähän - yleensä kiehuvat hyvin kuumina ja jäätyvät kylminä. Mutta molemmat näistä tilamuutoksista ovat paineen mielihalua (siksi veden kiehumispiste on matalampi korkeammalla). Avaruuden tyhjössä vettä ei voi olla nestemäisessä muodossaan. Se kiehuu välittömästi ja höyrystyy jopa -270 celsiusasteessa - maailmankaikkeuden keskilämpötilassa - ennen kuin se poistetaan jään kiteiksi. Mutta on teoretisoitu, että erittäin korkean paineen ympäristöissä tapahtuu päinvastoin: vesi jähmettyy jopa erittäin korkeissa lämpötiloissa. Lawrence Livermoren kansallisen laboratorion tutkijat havaitsivat tämän suoraan ensimmäistä kertaa vasta äskettäin, yksityiskohtaisesti viime vuonna. He loivat Jää VII: n, joka on jään kiteinen muoto, joka on yli 30,000 kertaa maapallon ilmakehän paine eli 3 gigapascalia, ja räjäytti sen lasereilla. Tuloksena olevalla jäällä oli johtava ionien virtaus elektronien sijasta, minkä vuoksi sitä kutsutaan superioniseksi jääksi. Nyt he ovat vahvistaneet sen seurantakokeilla. He ovat ehdottaneet uuden muodon nimeksi Ice XVIII. Aikaisemmassa kokeessa ryhmä oli pystynyt havaitsemaan vain yleisiä ominaisuuksia, kuten energiaa ja lämpötilaa; sisäisen rakenteen yksityiskohdat pysyivät vaikeasti ymmärrettävissä. Joten he suunnittelivat kokeen käyttämällä laserpulsseja ja röntgendiffraktiota paljastamaan jään kiteisen rakenteen. "Halusimme määrittää superionisen veden atomirakenteen", sanoi fyysikko Federica Coppari LLNL: stä. "Mutta kun otetaan huomioon äärimmäiset olosuhteet, joissa tämän vaikeasti saavutettavan aineen tilan ennustetaan olevan vakaa, veden puristaminen tällaisiin paineisiin ja lämpötiloihin ja samanaikaisesti otosten ottaminen atomirakenteesta oli äärimmäisen vaikea tehtävä, joka vaati innovatiivista kokeellista suunnittelua." Tässä on tuo muotoilu. Ensinnäkin ohut kerros vettä asetetaan kahden timantti-alasin väliin. Sitten käytetään kuutta jättiläislaseria tuottamaan asteittain kasvava iskuaaltosarja, jotta vesi puristetaan paineissa, jotka ovat jopa 100-400 gigapascalia tai 1-4 miljoonaa kertaa maapallon ilmanpaine. Samanaikaisesti ne tuottavat lämpötilaa 1,650 - 2,760 celsiusastetta (auringon pinta on 5,505 astetta). Tämä koe on suunniteltu siten, että vesi jäätyy puristettuna, mutta koska paine- ja lämpötilaolosuhteet pystyttiin ylläpitämään vain murto-osan sekunnin ajan, fyysikot eivät olleet varmoja jääkiteiden muodostumisesta ja kasvamisesta. Joten he käyttivät lasereita räjäyttämään pienen palan rautakalvoa 16 lisäpulssilla, mikä loi plasma-aallon, joka tuotti röntgensäteilyn juuri oikeaan aikaan. Nämä salamat hajoavat sisäpuolella olevista kiteistä, mikä osoittaa, että puristettu vesi on todellakin jäätynyt ja vakaa. "Mitatut röntgendiffraktiokuviot ovat yksiselitteinen allekirjoitus tiheille jääkiteille, jotka muodostuvat ultranopean iskuaallon puristuksen aikana, mikä osoittaa, että kiinteän jään nukleoituminen nestemäisestä vedestä on riittävän nopeaa havaittavaksi kokeen nanosekunnissa", Coppari sanoi. Nämä röntgensäteet osoittivat ennennäkemättömän rakenteen - kuutiometriä kiteitä, joissa kummassakin kulmassa oli happiatomeja ja happiatomi kummankin kasvon keskellä. "Suoran todisteiden löytäminen kiteisen happiristikon olemassaolosta tuo viimeisen puuttuvan palan pulmaan superionisen vesijään olemassaolosta", sanoi fyysikko Marius Millot LLNL: stä. "Tämä antaa lisätukea viime vuonna keräämiemme todisteille superionisen jään olemassaolosta." Tulos paljastaa vihjeen siitä, kuinka Neptunuksen ja Uranuksen kaltaisilla jääjätteillä voisi olla niin outoja magneettikenttiä, jotka kallistuvat outoihin kulmiin ja päiväntasaajien kanssa, jotka eivät kiertele maapalloa. Aikaisemmin ajateltiin, että näillä planeetoilla oli sujuvan ioniveden ja ammoniakin valtameri vaipan sijasta. Mutta ryhmän tutkimus osoittaa, että näillä planeetoilla voi olla kiinteä vaippa, kuten Maa, mutta ne on valmistettu kuumasta superionisesta jäästä kuuman kiven sijaan. Koska superioninen jää on erittäin johtavaa, se voi vaikuttaa planeettojen magneettikenttiin. "Koska Uranuksen ja Neptunuksen sisätiloissa olevalla vesijäällä on kiteinen ristikko, väitämme, että superionisen jään ei tulisi virrata nesteen tavoin, kuten maapallon nestemäisen rautarungon. Sen sijaan on luultavasti parempi kuvitella, että superioninen jää virtaisi samalla tavalla kuin maapallon vaippa, joka on valmistettu kiinteästä kivestä, mutta virtaa ja tukee laajamittaisia konvektiiviliikkeitä hyvin pitkillä geologisilla aikatauluilla ", Millot sanoi.
http://www.sciencealert.com.au
Tutkijat ovat kehittäneet sähkökemiaan perustuvan menetelmän pinta-aktiivisten aineiden, erityisesti perfluoroktaanisulfonaatin (PFOS) ja perfluorioktaanihapon (PFOA), havaitsemiseksi erittäin herkällä ja spesifisellä tavalla (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021 / acs.analchem.9b01060). Perfluoratut pinta-aktiiviset aineet ovat erittäin stabiileja perfluorialkyyliryhmien ansiosta, ja ne ovat yleisiä tuotteissa, kuten tarttumattomissa pinnoitteissa ja palonsammutusvaahdoissa. Krooninen altistuminen kahdelle tällaiselle perfluorialkyyliaineelle, PFOS: lle ja PFOA: lle, on yhdistetty ihmisten terveysongelmiin. Vaikka näitä kahta kemikaalia ei enää käytetä teollisuudessa, ne pysyvät ympäristössä ja voivat saastuttaa juomavettä. Wayne State Universityn analyyttinen kemisti Long Luo aloitti uuden tavan havaita nämä haitalliset kemikaalit yhden tällaisen PFOS / PFOA-kontaminaatiotapahtuman jälkeen Michiganin kaupungissa kesällä 2018. Yleisimmin käytetty detektiomenetelmä käyttää korkean suorituskyvyn nestekromatografiaa tandem-massaspektrometrialla (HPLC-MS / MS), joka vaatii monimutkaisen instrumentoinnin ja voi maksaa jopa 300 dollaria näytettä kohti, Luo sanoo. Toivoessaan kehittää yksinkertaisemman, halvemman menetelmän, joukkue kääntyi sähkökemian puoleen. Heidän menetelmä perustuu ilmiöön, joka tunnetaan nimellä sähkökemiallinen kuplan muodostuminen. Sähköpotentiaalin käyttäminen vesiliuoksessa olevaan elektrodiin jakaa veden vetykaasuksi ja hapeksi. Virran nostaminen lisää kaasupitoisuutta elektrodin lähellä, kunnes muodostuu kupla, joka estää elektrodin pinnan ja aiheuttaa virran laskun. Pinta-aktiiviset aineet vähentävät pintajännitystä ja helpottavat sellaisten kuplien muodostumista, mikä tarkoittaa, että näiden kuplien muodostamiseen tarvittava virran määrä on kääntäen suhteessa pinta-aktiivisen aineen pitoisuuteen. Menetelmänsä testaamiseksi Luo ja hänen yhteistyökumppaninsa valmistivat pieniä platinaelektrodeja, joiden halkaisija oli alle 100 nm (pienemmät elektrodit ovat herkempiä). Ryhmä pystyi havaitsemaan PFOS- ja PFOA-pitoisuudet niinkin alhaisina kuin 80 µg / l ja 30 µg / l. Näytteiden esiväkevöinti kiinteäfaasiuutolla siirsi havaitsemisrajan alle 70 ng / l - Yhdysvaltain asettama juomaveden terveysneuvontataso Ympäristönsuojeluvirasto. Menetelmä pysyi myös herkänä ja selektiivisenä pinta-aktiivisten aineiden havaitsemiseksi, vaikka läsnä olisikin 1,000 kertaa suurempi konsentraatio poly (etyleeniglykolia), ei-pinta-aktiivista molekyyliä, jonka molekyylipaino on samanlainen kuin PFOS: lla. "Sähkökemiallisilla menetelmillä on yleensä suuri lupa mitata erittäin pieniä epäpuhtauspitoisuuksia monimutkaisissa matriiseissa", sanoo Clarksonin yliopiston ympäristöinsinööri Michelle Crimi. "Odotan innolla kuulevani lisää tämän tekniikan tulevaisuudesta, mukaan lukien sen validointi kentän saastuttamissa vesinäytteissä." Lopullinen tavoite on luoda kädessä pidettävä laite veden testaamiseksi virroissa ja muissa kentissä - ei pelkästään juomavedessä. Tärkeä vaihe tässä prosessissa on esikäsittelyvaiheen kehittäminen muiden pinta-aktiivisten aineiden poistamiseksi, jotka myös edistävät kuplan muodostumista elektrodeilla, kuten natriumdodekyylisulfaatti.
