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劳伦斯伯克利国家实验室在核化学领域获突破 首次合成含锫有机金属化合物

2026-02-28 15:16          锫-249 核化学 核废料处理美国

近日,美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家团队在核化学领域取得重要进展,首次成功将放射性锫元素与碳结合,合成出一种名为“锫茂”(berclocene)的新型有机金属化合物。该成果为深入理解重锕系元素化学性质、进而推动核废料安全处理等核能关键技术发展奠定了基础。

锫(Berkelium,第97号元素)是一种人工放射性锕系元素,由核化学家格伦·西博格于1949年在伯克利发现。由于该元素具有强放射性、自然界存量极微且化学性质复杂,长期以来科学界未能实现其与碳的稳定键合。本次实验由波莉·阿诺德和丽贝卡·阿伯格尔领导的团队在严格屏蔽的放射化学实验环境中完成,使用特制密封箱操作仅0.3毫克的锫-249同位素,克服了高放射性与操作安全的重大挑战。

结构分析表明,该分子具有独特的“三明治”构型:一个锫原子位于两个碳环之间。更为关键的是,研究发现该锫原子呈现+4价氧化态,这与以往基于元素周期律的推测有所不同。这一发现修正了对重锕系元素化学行为的基本认识。

该研究的核心意义在于其对核能技术的潜在贡献。对锫等重锕系元素化学性质的深入理解,是开发先进核废料后处理工艺、设计高效放射性污染物分离材料以及实现辐射污染区域环境修复的科学基础。尽管目前实验规模较小,但此次成功合成标志着人类在掌控极端放射性元素化学、应对核能可持续发展挑战方面迈出了重要一步。


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