我國科學家成功分離鑭系元素

 

　　蘇州大學放射醫學及交叉學科研究院教授王殳凹及合作者近期在熔融硼酸鹽反應中發現了三價鑭系元素硼酸鹽產物結構與性質差異最大化的反應條件及周期性變化。實驗上，基于鑭系元素相同條件下硼酸熔融反應中周期性變化的認識，將可生成兩種不同晶格結構的鑭系元素以相同的摩爾量混合后再與硼酸鹽熔融反應，結果顯示鑭系元素可選擇性優先生成其中一種晶格結構，另一種元素則富集在液體相內，從而實現高效固液分離。

 

　　中國科學院寧波材料技術與工程研究所特種纖維與核能材料工程實驗室研究員都時禹及合作者利用第一性原理密度泛函理論等手段對鑭系元素硼酸化反應的不同產物進行了電子結構與反應熱力學的理論研究。發現同一種鑭系元素發生不同類型硼酸化的反應能有顯著差異，鑭系中心離子更傾向于形成各自穩定的晶格結構;針對鑭系元素不同配位聚合物之間的差異，通過對電子態密度圖的深入分析發現，不同晶格產物的中心離子內層軌道電子因硼酸鹽配體結構差異而受到不同程度的影響，闡明了導致不同鑭系元素形成各自晶格結構的重要因素。

 

　　該合作研究工作利用多聚硼酸鹽的識別能力，首次在同等反應條件下將鑭系元素分為六個不同的晶格系統，打破了對由鑭系收縮現象導致的鑭系元素固體同一性的傳統認識。該成果在乏核燃料后處理循環關鍵技術中預計有潛在用途。