维度网讯,印度英迪拉·甘地原子研究中心研究团队近日公布核燃料废料处理技术突破:膦酸盐类溶剂二正戊基正戊基膦酸酯(DAAP)在提取锕系元素方面性能显著优于传统磷酸盐类溶剂三正戊基磷酸酯(TAP)。实验数据显示,在相同条件下,DAAP对铀(VI)的分配比达到TAP的3.5倍,钍(IV)和锆(IV)提取效率亦呈现类似优势。
英迪拉·甘地原子研究中心位于泰米尔纳德邦卡尔帕卡姆,长期从事核技术研发。此次研究由Balija Sreenivasulu和Gopinadhanpillai Gopakumar主导,团队通过控制碳链长度变量,对比了DAAP与TAP从硝酸溶液中提取五种金属离子的能力。结果表明,DAAP对铀、钍、锆的提取效率显著提升,但对钕(III)和钯(II)效果较弱,因后者对供氧配体亲和力较低。
技术机制研究借助密度泛函理论(DFT)计算完成。模拟分析证实,DAAP分子中磷酰基的碱性更强,能与锕系元素形成更稳定的化学键。这一发现解释了膦酸盐溶剂在高酸环境下的选择性优势,为优化核燃料再处理流程提供了理论支撑。
该技术直接针对核工业长期存在的废料处理难题。传统磷酸盐溶剂在强酸环境中易降解,而膦酸盐展现出更高的化学稳定性。研究团队指出,用膦酸盐替代磷酸盐的简单化学调整,即可显著提升放射性金属回收效率,降低核废料管理成本。
从行业影响看,此项突破有望推动核燃料循环技术升级。全球核废料处理市场正寻求更高效的分离技术,印度此次成果为解决高放射性废物分离瓶颈提供了新路径。
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