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俄罗斯物理学家采用独特方法，合成放射性废物再循环材料

文章来源：未知更新时间：2018-05-31 14:42:57

俄罗斯国家核研究大学MEPhI的专家已经优化了合成复合氧化物的方法。这种复合氧化物材料具有最好的性能，可以制造放射性废物回收基质和耐热陶瓷涂层。此外，新材料还可用作飞机发动机和涡轮机的耐热涂层。

在过去的几年中，研究人员一直致力于研究Ln2O3-MO2体系中的复合氧化物，其中Ln代表稀土元素，M代表钛族中的元素。科学家对从“有序”转变为“无序”的相变过程感兴趣。这种现象涉及到晶格内原子的位置。

通常，研究论文提供了使用高温固相合成方法获得结晶Ln2M2O7化合物，通过研究这种化合物的结构和性质来获取数据。在这种情况下，科学家们对无定形化合物向结晶态的转变十分感兴趣。

根据该研究论文的作者，这种方法不可能收集到关于纳米晶体结构形成及其转变的数据。

MEPhI的研究人员使用了另一种合成方法，该方法基于在不同温度下加热，通过沉积金属盐溶液获得未来物质的无定形前体。

固体物理和纳米系统部门的Alexei Menushenkov教授说：“我们观察到了在转变过程中，上述复合氧化物的原子和电子结构的改变，以及非晶物质首次转化成纳米晶体和晶体结构的过程”。他补充说：“我们证明了X射线吸收光谱和组合色散光谱对复合氧化物中的电子和原子结构变化很敏感，这主要取决于稀土元素的类型和制备方法”。

这项研究成功的一个重要方面是使用了独特的研究和组合方法。科学家利用X射线吸收光谱法和包括同步辐射的X射线衍射，组合分散光谱法和红外光谱法，X射线扫描电子显微镜和能谱分析法和热重分析法。

这些复杂而昂贵的方法的组合使我们得出了关于物质变化的阳离子和阴离子结构的数据。其他方法用于分析物质样品。

研究人员使用扩展的X射线吸收精细结构（EXAFS）和X射线吸收近边结构（XANES）方法来研究欧洲同步辐射装置（ESRF）BM08（LISA）站中材料原子和电子结构的变化，Menushenkov的团队赢得了法国格勒诺布尔的HC-3039项目的招标，并获准在项目研究中使用光束发射器。

科学家介绍，该项目的研究结果对于基础研究以及在各种实际应用中获得复合氧化物最佳性能的研究都非常重要。新型陶瓷材料可用于制造热防护涂层，放射性废物回收基体和固态燃料元件。也可以将它们用于制造核反应堆中的中子吸收材料。

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