Fremhevet denne uken
Plutonium er et transuranisk radioaktivt kjemisk grunnstoff med symbol Pu og atomnummer 94. Det er et aktinidmetall med sølvgrå utseende som anløper når det utsettes for luft, og danner et matt belegg når det oksideres. Grunnstoffet viser normalt seks allotroper og fire oksidasjonstilstander. Det reagerer med karbon, halogener, nitrogen, silisium og hydrogen. Når den utsettes for fuktig luft, danner den oksider og hydrider som utvider prøven opp til 70 % i volum, som igjen flasser av som et pulver som er pyrofor. Det er radioaktivt og kan hope seg opp i bein, noe som gjør håndteringen av plutonium farlig. [1] Svært små mengder plutonium forekommer naturlig. Plutonium-239 og plutonium-240 dannes i kjernekraftverk når uran-238 fanger opp nøytroner. [2]
Featured artikler
Det har tatt en av de kraftigste laserne på planeten, men forskere har gjort det. De har bekreftet eksistensen av 'superionisk' varm is – frossent vann som kan forbli fast ved tusenvis av varmegrader. Denne bisarre formen for is er mulig på grunn av et enormt trykk, og funnene fra eksperimentet kan kaste lys over den indre strukturen til gigantiske isplaneter som Uranus og Neptun. På jordoverflaten varierer koke- og frysepunktene til vann bare litt – vanligvis kokende når det er veldig varmt, og frysepunktet når det er kaldt. Men begge disse tilstandsendringene er på innfall av trykk (det er grunnen til at kokepunktet til vann er lavere i høyere høyder). I rommets vakuum kan ikke vann eksistere i flytende form. Den koker og fordamper umiddelbart selv ved -270 grader Celsius – universets gjennomsnittstemperatur – før den desublimeres til iskrystaller. Men det har blitt teoretisert at i ekstremt høytrykksmiljøer skjer det motsatte: vannet størkner, selv ved ekstremt høye temperaturer. Forskere ved Lawrence Livermore National Laboratory observerte dette direkte for første gang nylig, beskrevet i en artikkel i fjor. De skapte Ice VII, som er den krystallinske formen av is over 30,000 3 ganger jordens atmosfæriske trykk, eller XNUMX gigapascal, og sprengte den med lasere. Den resulterende isen hadde en ledende strøm av ioner, i stedet for elektroner, og det er derfor den kalles superionisk is. Nå har de bekreftet det med oppfølgingsforsøk. De har foreslått at den nye formen får navnet Ice XVIII. I det forrige forsøket hadde teamet kun vært i stand til å observere generelle egenskaper, som energi og temperatur; de finere detaljene i den indre strukturen forble unnvikende. Så de designet et eksperiment med laserpulser og røntgendiffraksjon for å avsløre isens krystallinske struktur. "Vi ønsket å bestemme atomstrukturen til superionisk vann," sa fysiker Federica Coppari fra LLNL. "Men gitt de ekstreme forholdene der denne unnvikende materiens tilstand er spådd å være stabil, var det en ekstremt vanskelig oppgave å komprimere vann til slike trykk og temperaturer og samtidig ta øyeblikksbilder av atomstrukturen, som krevde et innovativt eksperimentelt design." Her er designet. Først legges et tynt lag vann mellom to diamantambolter. Deretter brukes seks gigantiske lasere til å generere en serie sjokkbølger med gradvis økende intensitet for å komprimere vannet ved trykk opp til 100-400 gigapascal, eller 1 til 4 millioner ganger jordens atmosfæriske trykk. Samtidig produserer de temperaturer mellom 1,650 og 2,760 grader Celsius (overflaten til solen er 5,505 grader Celsius). Dette eksperimentet ble designet slik at vannet skulle fryse når det ble komprimert, men siden trykk- og temperaturforholdene kun kunne opprettholdes i en brøkdel av et sekund, var fysikerne usikre på at iskrystallene ville dannes og vokse. Så de brukte lasere til å sprenge et lite stykke jernfolie med 16 ekstra pulser, og skapte en plasmabølge som genererte en røntgenblits på nøyaktig rett tidspunkt. Disse blinkene avbrøt krystallene inne, og viste at det komprimerte vannet faktisk var frosset og stabilt. "Røntgendiffraksjonsmønstrene vi målte er en entydig signatur for tette iskrystaller som dannes under den ultraraske sjokkbølgekompresjonen som viser at kjernedannelse av fast is fra flytende vann er rask nok til å bli observert i eksperimentets nanosekunders tidsskala," sa Coppari. Disse røntgenstrålene viste en aldri tidligere sett struktur - kubiske krystaller med oksygenatomer i hvert hjørne, og et oksygenatom i midten av hver side. "Å finne direkte bevis for eksistensen av krystallinsk gitter av oksygen bringer den siste manglende brikken til puslespillet angående eksistensen av superionisk vannis," sa fysiker Marius Millot fra LLNL. "Dette gir ytterligere styrke til bevisene for eksistensen av superionisk is vi samlet i fjor." Resultatet avslører en anelse om hvordan isgiganter som Neptun og Uranus kan ha slike merkelige magnetiske felt, vippet i bisarre vinkler og med ekvatorer som ikke sirkler rundt planeten. Tidligere trodde man at disse planetene hadde et flytende hav av ionisk vann og ammoniakk i stedet for en mantel. Men teamets forskning viser at disse planetene kan ha en solid mantel, som Jorden, men laget av varm superionisk is i stedet for varm stein. Fordi superionisk is er svært ledende, kan dette påvirke planetenes magnetfelt. "Fordi vannis ved Uranus og Neptuns indre forhold har et krystallinsk gitter, argumenterer vi for at superionisk is ikke bør flyte som en væske, slik som den flytende jernets ytre kjerne av jorden. Snarere er det sannsynligvis bedre å forestille seg at superionisk is ville flyte på samme måte som jordkappen, som er laget av fast bergart, men likevel flyter og støtter konveksjonsbevegelser i stor skala på svært lange geologiske tidsskalaer, sa Millot.
http://www.sciencealert.com.au
Forskere har utviklet en elektrokjemibasert metode for å oppdage overflateaktive stoffer, spesielt perfluoroktansulfonat (PFOS) og perfluoroktansyre (PFOA), med høy sensitivitet og spesifisitet (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01060). Perfluorerte overflateaktive stoffer er svært stabile på grunn av perfluoralkylgrupper, og er vanlige i produkter som non-stick belegg og brannskum. Kronisk eksponering for to slike perfluoralkylstoffer, PFOS og PFOA, har vært knyttet til helseproblemer hos mennesker. Selv om disse to kjemikaliene ikke lenger brukes i industrien, vedvarer de i miljøet og kan forurense drikkevannet. Long Luo, en analytisk kjemiker ved Wayne State University, begynte søket etter en ny måte å oppdage disse skadelige kjemikaliene etter en slik PFOS/PFOA-forurensningshendelse i en by i Michigan sommeren 2018. Den mest brukte deteksjonsmetoden bruker høyytelses væskekromatografi med tandem massespektrometri (HPLC-MS/MS), som krever kompleks instrumentering og kan koste opptil $300 per prøve, sier Luo. I håp om å utvikle en enklere, rimeligere metode, vendte teamet seg til elektrokjemi. Metoden deres er basert på et fenomen kjent som elektrokjemisk boblekjernedannelse. Påføring av elektrisk potensial til en elektrode i en vandig løsning splitter vann til hydrogengass og oksygen. Ved å øke strømmen øker gasskonsentrasjonen nær elektroden til det dannes en boble, blokkerer elektrodeoverflaten og får strømmen til å falle. Surfaktanter reduserer overflatespenningen og gjør det lettere for slike bobler å danne, noe som betyr at mengden strøm som kreves for å danne disse boblene er omvendt relatert til overflateaktivt stoffkonsentrasjon. For å teste metoden deres produserte Luo og hans samarbeidspartnere bittesmå platinaelektroder mindre enn 100 nm i diameter (mindre elektroder er mer følsomme). Teamet kunne oppdage PFOS- og PFOA-konsentrasjoner så lave som henholdsvis 80 µg/L og 30 µg/L. Prekonsentrering av prøver ved bruk av fastfase-ekstraksjon flyttet deteksjonsgrensen til under 70 ng/L – helserådgivningsnivået for drikkevann satt av USA Miljøvernbyrået. Metoden forble også sensitiv og selektiv for påvisning av overflateaktive stoffer selv i nærvær av en 1,000 ganger større konsentrasjon av poly(etylenglykol), et ikke-overflateaktivt molekyl med en molekylvekt som ligner på PFOS. "Elektrokjemiske metoder har generelt et stort løfte for å måle svært lave konsentrasjoner av forurensninger i komplekse matriser," sier Michelle Crimi, en miljøingeniør ved Clarkson University. "Jeg ser frem til å høre mer om fremtiden til denne teknologien, inkludert dens validering i feltforurensede vannprøver." Å lage en håndholdt enhet for å teste vann i bekker og andre feltsteder - ikke bare drikkevann - er det endelige målet, sier Luo. Et viktig skritt i den prosessen vil være å utvikle en forbehandlingsfase for å eliminere andre overflateaktive stoffer som også fremmer bobledannelse ved elektrodene, som natriumdodecylsulfat.
