光化学为再处理钚和铀混合物提供了更安全的方法

新的研究表明，光化学可以用来分离钚和铀。通过展示光化学可以在锕系元素分离过程中取代苛刻的氧化还原剂，这项工作可以使核处理设施和环境修复工作受益。

锕系元素的氧化还原化学在分离锕系元素的化学过程中起着至关重要的作用。早期锕系元素中6d轨道和5f轨道的近重叠能量允许锕系元素氧化态的选择性调整。在水分离中，具有不同氧化态的锕系元素与供体配体形成阴离子或中性配合物的趋势可用于实现高分离因子。

传统的工业分离方法，如萃取回收钚铀(Purex)工艺，依靠氧化还原剂来利用铀、钚和镎的独特电化学特性。然后使用化学络合剂与特定电化学状态下的锕系元素结合，从而允许它们分离。然而，这一过程需要在分离后长期储存在深层地质储存库中。此外，氧化还原试剂，如肼和亚硝酸，在特定的操作条件下，可能是爆炸性的。因此，研究工作正朝着替代性分离方法进行。

近年来，铀光化学研究日趋复杂。研究表明，紫外线和可见光(UV-vis)可以调节铀的氧化态。除了在铀上的这类工作之外，少数研究表明，利用光化学分离锕系元素应该是可能的。

受到这样工作的启发，一个团队围绕着Stosh Kozimor而且本杰明•斯坦美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的科学家提出了一种从铀中分离钚的光化学方法。利用紫外可见光，研究人员证明它们可以诱导Pu^{4 +}和你^{6 +}成为Pu^{3 +}和你^{4 +},分别。这使得该团队可以使用更传统的分离方法，包括阴离子交换色谱，以获得纯产品。

“读到Stein和Kozimor为这种类型的分离开发了光诱导氧化还原反应，我真的很兴奋，因为近年来使用节能led光激发金属配合物在催化方面有如此显著的效果，”评论道波莉·阿诺德他是美国劳伦斯伯克利国家实验室化学科学部主任。

阿诺德说:“未来的工作是将光引入更大规模的分离过程，这很可能会依赖于催化界所做的工作，以扩大他们的光辅助反应。”“与此同时，考虑如何使用这些廉价的蓝色led来帮助重新处理我们研究所需的少量而有价值的稀有同位素库存，这是令人兴奋的。”