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プルトニウムは、記号Puと原子番号94の超ウラン放射性化学元素です。空気にさらされると変色し、酸化すると鈍いコーティングを形成する銀灰色の外観のアクチニド金属です。 この元素は通常、70つの同素体と1つの酸化状態を示します。 炭素、ハロゲン、窒素、シリコン、水素と反応します。 湿った空気にさらされると、酸化物と水素化物が形成され、サンプルが最大239％膨張し、自然発火性の粉末として剥がれ落ちます。 放射性で骨に蓄積する可能性があるため、プルトニウムの取り扱いは危険です。 [240]ごく少量のプルトニウムが自然に発生します。 プルトニウム238とプルトニウム2は、ウランXNUMXが中性子を捕獲するときに原子力発電所で形成されます。 [XNUMX]
F成熟した記事
地球上で最も強力なレーザーのXNUMXつを使用しましたが、科学者はそれを実行しました。 彼らは、「超イオン性」のホットアイス（数千度の熱で固体のままでいることができる冷凍水）の存在を確認しました。 この奇妙な形の氷は、途方もない圧力のために可能であり、実験の結果は、天王星や海王星などの巨大な氷の惑星の内部構造に光を当てることができます。 地球の表面では、水の沸騰点と凝固点はわずかに変化します。通常、非常に熱いときに沸騰し、冷たいときに凍結します。 しかし、これらの状態変化はどちらも圧力の気まぐれです（そのため、標高が高くなると水の沸点が低くなります）。 宇宙の真空では、水は液体の形で存在することはできません。 氷の結晶に昇華する前に、摂氏-270度（宇宙の平均温度）でもすぐに沸騰して蒸発します。 しかし、非常に高圧の環境では、逆のことが起こると理論づけられています。つまり、非常に高い温度でも水は固化します。 ローレンスリバモア国立研究所の科学者たちは、これを最近初めて直接観察しました。これは昨年の論文で詳しく説明されています。 彼らは、地球の大気圧の30,000倍、つまり3ギガパスカルを超える氷の結晶形であるIce VIIを作成し、それをレーザーで爆破しました。 得られた氷は、電子ではなくイオンの伝導性の流れを持っていたため、超イオン氷と呼ばれています。 現在、彼らは追跡実験でそれを確認しました。 彼らは、IceXVIIIという名前の新しいフォームを提案しました。 以前の実験では、チームはエネルギーや温度などの一般的な特性しか観察できませんでした。 内部構造のより細かい詳細はとらえどころのないままでした。 そこで彼らは、レーザーパルスとX線回折を使用して氷の結晶構造を明らかにする実験を設計しました。 「私たちは超イオン水の原子構造を決定したかったのです」とLLNLの物理学者フェデリカコッパリは言いました。 「しかし、このとらえどころのない物質の状態が安定すると予測される極端な条件を考えると、水をそのような圧力と温度に圧縮し、同時に原子構造のスナップショットを撮ることは非常に困難な作業であり、革新的な実験計画が必要でした。」 これがそのデザインです。 まず、XNUMXつのダイヤモンドアンビルの間に薄い水の層を置きます。 次に、100つの巨大なレーザーを使用して、強度が徐々に増加する一連の衝撃波を生成し、最大400〜1ギガパスカル、つまり地球の大気圧の4〜XNUMX万倍の圧力で水を圧縮します。 同時に、それらは摂氏1,650から2,760度の間の温度を生成します（太陽の表面は摂氏5,505度です）。 この実験は、圧縮すると水が凍結するように設計されていますが、圧力と温度の条件はほんの一瞬しか維持できないため、物理学者は氷の結晶が形成されて成長するかどうか確信が持てませんでした。 そこで、彼らはレーザーを使用して、16個の追加パルスで鉄箔の小さな断片を爆破し、プラズマの波を作成して、正確に適切なタイミングでX線フラッシュを生成しました。 これらの閃光は内部の結晶から回折し、圧縮された水が実際に凍結して安定していることを示しています。 「私たちが測定したX線回折パターンは、超高速衝撃波圧縮中に形成される高密度の氷晶の明確な特徴であり、液体の水からの固体氷の核形成が実験のナノ秒のタイムスケールで観察されるのに十分速いことを示しています」とコパリ氏は述べています。 これらのX線は、これまでにない構造を示しました。各コーナーに酸素原子があり、各面の中央に酸素原子がある立方晶です。 「酸素の結晶格子の存在の直接的な証拠を見つけることは、超イオン水氷の存在に関するパズルに最後の欠けている部分をもたらします」と、LLNLの物理学者マリウスミローは言いました。 「これは、昨年収集した超イオン性氷の存在の証拠にさらなる強さを与えます。」 この結果は、海王星や天王星などの天王星型惑星が、奇妙な角度で傾斜し、惑星を一周しない赤道で、このような奇妙な磁場をどのように持つことができるかについての手がかりを明らかにしています。 以前は、これらの惑星はマントルの代わりにイオン水とアンモニアの流動的な海を持っていると考えられていました。 しかし、チームの研究によると、これらの惑星は地球のように固いマントルを持っている可能性がありますが、熱い岩の代わりに熱い超イオン氷でできています。 超イオン性の氷は導電性が高いため、これは惑星の磁場に影響を及ぼしている可能性があります。 「天王星と海王星の内部条件の水氷は結晶格子を持っているので、超イオン氷は地球の流体鉄の外核のような液体のように流れるべきではないと主張します。 むしろ、超イオン性の氷が、固い岩でできている地球のマントルと同じように流れるが、非常に長い地質学的タイムスケールで大規模な対流運動を流れ、サポートすることを想像する方がおそらく良いでしょう」とミロットは言いました。
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研究者は、界面活性剤、特にパーフルオロオクタンスルホン酸（PFOS）とパーフルオロオクタン酸（PFOA）を高い感度と特異性で検出するための電気化学ベースの方法を開発しました（Anal。 CHEM。 2019、DOI：10.1021 / acs.analchem.9b01060）。 ペルフルオロ界面活性剤は、パーフルオロアルキル部分のために非常に安定しており、焦げ付き防止コーティングや消火剤などの製品で一般的です。 このようなXNUMXつのパーフルオロアルキル物質、PFOSとPFOAへの慢性暴露は、人間の健康問題に関連しています。 これらのXNUMXつの化学物質はもはや産業で使用されていませんが、環境中に残留し、飲料水を汚染する可能性があります。 ウェイン州立大学の分析化学者であるLongLuoは、2018年の夏にミシガン州の町でそのようなPFOS / PFOA汚染イベントが発生した後、これらの有害化学物質を検出する新しい方法の探索を開始しました。 最も一般的に使用される検出方法は、タンデム質量分析を備えた高速液体クロマトグラフィー（HPLC-MS / MS）を使用します。これには複雑な機器が必要であり、サンプルあたり最大300ドルかかる可能性があります。 より簡単で安価な方法を開発することを望んで、チームは電気化学に目を向けました。 彼らの方法は、電気化学的気泡核形成として知られる現象に基づいています。 水溶液中の電極に電位をかけると、水が水素ガスと酸素に分解されます。 電流を増加させると、気泡が形成されるまで電極付近のガス濃度が上昇し、電極表面がブロックされて電流が低下します。 界面活性剤は表面張力を低下させ、そのような気泡が形成されやすくします。つまり、これらの気泡を形成するために必要な電流の量は、界面活性剤の濃度に反比例します。 彼らの方法をテストするために、Luoと彼の共同研究者は、直径100 nm未満の小さな白金電極を製造しました（電極が小さいほど感度が高くなります）。 チームは、それぞれ80 µg / Lおよび30µg / Lという低いPFOSおよびPFOA濃度を検出できました。 固相抽出を使用してサンプルを予備濃縮すると、検出限界が70 ng / L未満になりました。これは、米国が設定した飲料水の健康勧告レベルです。 環境保護庁。 この方法は、PFOSと同様の分子量を持つ非界面活性剤分子であるポリ（エチレングリコール）の濃度が1,000倍高い場合でも、界面活性剤の検出に対して感度と選択性を維持しました。 「一般に、電気化学的方法は、複雑なマトリックス中の非常に低濃度の汚染物質を測定するのに大いに期待できます」と、クラークソン大学の環境エンジニアであるミシェルクリミは言います。 「現場で汚染された水サンプルでの検証を含め、この技術の将来についてもっと聞くことを楽しみにしています。」 Luo氏によると、飲料水だけでなく、小川やその他の現場で水をテストするためのハンドヘルドデバイスを作成することが究極の目標です。 そのプロセスの重要なステップは、ドデシル硫酸ナトリウムなど、電極での気泡形成を促進する他の界面活性剤を排除するための前処理段階を開発することです。
