2020年5月4日。铀可能倾向于处于亚稳氧化状态（即α-UO3），其蒸汽压高于难熔形式（即UO2），这取决于周围环境中的氧丰度和蒸汽冷凝过程的快速性。（下载图片）先前的下一个实验改进了对铀扩散的预测。Anne M Stark，stark8[at]llnl.gov，925-422-9799描述核事故（爆炸或反应堆事故）后放射性物质在大气中的归宿和迁移的预测模型假定含铀颗粒在蒸汽冷凝过程中达到化学平衡，由美国能源部国家核安全局国防核不扩散研究与发展办公室（DNN R&D）和美国国防部国防部减少威胁局（DTRA）基础科学基金资助，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）和美国大学伊利诺伊州厄巴纳-香槟分校（UIUC）的研究表明，在一个温度迅速下降的系统中，动力学驱动的过程会导致与化学平衡的严重偏差。这可能导致铀在亚稳氧化状态下凝结，亚稳氧化状态下的蒸汽压与热力学倾向的氧化物不同，这将显著影响铀的输运。“这项新研究将提高我们在核事故情景下预测铀多相输运的能力，”LLNL研究科学家巴蒂坎说科罗格鲁，分析化学论文的主要作者。在核火球凝结过程中发生的物理和化学过程是用沉降模型来近似的。这些模型通常假设，当火球冷却时，加热到极高温度的雾化元素将达到化学平衡状态，一旦温度降到沸点以下，热力学上有利的氧化物将形成。假定铀氧化物在低于沸腾温度冷却后以其最稳定的形式冷凝。然而，在沉降物样品中观察到的冷凝模式显示，相对于难熔锕系元素和裂变产物，铀的某些部分在气相中“滞留”了。“这项工作提供了第一个详细的实验这些见解有助于解释为什么铀在核火球凝结过程中会表现出波动行为的变化这是一个长期存在的问题——这是一个重大的首次。研究小组在温度、压力和氧气浓度可控的条件下，利用等离子体流反应器合成了氧化铀纳米粒子。他们还开发了一种基于激光的诊断技术，用于检测在流动反应堆内形成的铀氧化物颗粒。利用这种方法，研究人员收集了直接的实验证据，证明铀氧化物冷凝液的分子组成随氧浓度的变化而变化。研究人员称，这些结果表明，需要建立动力学模型来全面描述核事故后铀的输运情况。“我们与UIUC的合作是DTRA基础科学项目的一部分，它允许我们对从等离子体流动反应堆获得的数据进行建模，该反应堆是实验室开发的一种独特仪器，LLNL DTRA首席调查员Harry Radousky说。实验结果与UIUC描述铀等离子体相氧化的动力学模型进行了比较。这一比较突出了铀气相氧化动力学与铀氧化物纳米粒子成核之间的竞争。其他支持该项目的LLNL科学家包括戴祖荣、迈克尔阿姆斯特朗、乔纳森克劳赫斯特、大卫韦斯和蒂莫西罗斯。标签：物理与生命科学Anne M stark8[at]llnl.gov 925-422-9799相关链接。国防部核不扩散研究与发展局分析化学办公室国防部减少威胁局的专题文章。美国宇航局的实验室研究人员发现，空间站的表面微生物剖面与机组人员的皮肤相似。研究人员正在抢救断裂的箭头样本，这些样本控制着离子在能量和环境中的传输。
