Khám phá bí mật của nguyên tố Plutonium potx

Khám phá bí mật của nguyên
tố Plutonium

Các nhà nghiên cứu ở Rutgers, Đại
học bang New Jersey đã vừa vén lên
những bí mật về đặc tính hoá học và
vật lý của nguyên tố plutonium nổi
tiếng.
Trong một công trình đăng trên
Nature, nhóm nghiên cứu đã báo cáo
rằng, các electron hoá trị trong kim loại plutonium rắn
luôn thăng giáng rất nhanh giữa các orbital khác nhau của
nguyên tử. Điều đó trái với khẳng định của các lý thuyết
trước đây cho rằng có một số xác định các electron hoá trị
trên những orbital này.
Khám phá của nhóm Rutgers giúp giải thích một số đặc
trưng khó hiểu của plutonium: không giống nhiều kim
loại, plutonium không có từ tính và cũng không phải là
chất dẫn điện tốt, thể tích của nó thay đổi nhiều một cách
bất thường khi thay đổi nhiệt độ và áp suất.
Những khám phá này ngoài ý nghĩa giải thích khoa học
còn có khả năng giúp các nhà khoa học tạo ra những vật
liệu hạt nhân an toàn hơn phục vụ công nghiệp, năng
lượng và y tế.
"Một lý thuyết cho phép sự thăng giáng thất thường của
các electron hoá trị ở đây có thể dùng để giải thích rất tốt
các tính chất được quan sát trong phòng thí nghiệm,"
Kristjan Haule ở Rutgers nói. Ông cũng chỉ ra những kết
quả mới nhận được từ phổ hấp thụ tia X và phổ hụt năng
lượng điện tử. "Thêm vào đó, lý thuyết còn tiên đoán
chính xác tính chất hai nguyên tố láng giềng của

plutonium là americium và curium. Chúng có cấu trúc
nguyên tử tương tự nhau nhưng lại khác nhau nhiều về
các tính chất điện và từ."
Lý thuyết mới này là sự kết hợp rất hiệu quả của hai lý
thuyết hiện có: Lý thuyết gần đúng mật độ địa phương và
lý thuyết trường trung bình động học. Nếu làm ăn riêng
rẽ, mỗi lý thuyết này sẽ không thể mô tả được tất cả các
tính chất vật lý được quan sát của plutonium.
Công trình đăng trên Nature của Rutgers còn có tầm quan
trọng củng cố thêm các phương pháp nghiên cứu những
vật liệu phức tạp của các nguyên tố láng giềng với
plutonium. Chúng chủ yếu là những kim loại phóng xạ và
đất hiếm, có tính chất điện và từ phụ thuộc vào các
electron orbital f. Chúng được coi là những ví dụ cho loại
vật liệu tương quan mạnh, có nhiều đặc điểm phức tạp và
bất thường.