Cientistas dão um passo em direção a um melhor armazenamento e reciclagem de combustível nuclear

Cristais de cúrio com brilho laranja, que os pesquisadores usavam para monitorar as mudanças químicas quando aplicavam pressão. (Imagem de Thomas Albrecht-Schmitt, Florida State University / Nature).

Pesquisadores demonstraram que o cúrio (Cm) pode ser manipulado em um grau que pode abrir caminho para novas estratégias de reciclagem de combustível nuclear e melhorar o armazenamento a longo prazo de elementos radioativos.

O cúrio é o elemento 96 da tabela periódica, um dos mais pesados ​​conhecidos até o momento e também um dos últimos que podem ser vistos a olho nu.

Em um artigo publicado na revista Nature, uma equipe de cientistas da Universidade Estadual da Flórida, da Universidade de Buffalo e da Universidade de Aachen explica que o comportamento dos elétrons externos do cúrio pode ser alterado diminuindo a distância entre ele e os átomos mais leves circundantes.

Para conseguir isso, os pesquisadores aplicaram alta pressão apertando uma amostra do elemento entre dois diamantes.

"Isso não foi antecipado porque a química do cúrio o torna resistente a esses tipos de mudanças", disse Thomas Albrecht-Schmitt, autor sênior do estudo e professor da Universidade Estadual da Flórida, em comunicado à imprensa. "Em resumo, é bastante inerte."

Em seu estudo, Albrecht-Schmitt e seus colegas explicam que o íon curium (3+) que eles estudaram possui um invólucro de elétrons externo meio cheio que é muito difícil de envolver em ligações químicas. No entanto, uma abordagem experimental e teórica integrada mostrou que a aplicação de alta pressão em um cristal contendo cúrio (3+), juntamente com íons orgânicos de enxofre e amônio, faz com que a concha externa do cúrio participe de ligações químicas covalentes com enxofre. Essa descoberta pode ajudar a orientar novas maneiras de estudar o comportamento misterioso de cartuchos de actinídeos quimicamente resistentes.

Segundo os pesquisadores, uma maior compreensão dos elementos mais pesados ​​abre as portas para estratégias adicionais para controlar a separação química usada na reciclagem nuclear e no design de materiais resilientes para o armazenamento a longo prazo de elementos radioativos. Assim, eles acreditam que os resultados alcançados relacionados ao cúrio também se traduzirão em outros elementos pesados.