錒系元素高選擇性分離是核燃料后處理領(lǐng)域的核心任務(wù)，但長期以來面臨分離材料選擇性低、容量低、穩(wěn)定性差等難題。近日，原子能院放射化學(xué)研究所在錒系元素新型分離材料研究方面取得重要進展，成功開發(fā)了適用于強輻射場、復(fù)雜化學(xué)環(huán)境中對钚具有高選擇性的新型雙酰胺類分離材料，為我國錒系元素分離新工藝、新方法的建立提供了重要技術(shù)支撐，為我國后處理廠鈾產(chǎn)品深度凈化提供了新思路。

錒系元素分離多是在強輻照、多競爭離子共存的“苛刻”條件下進行，加之自身復(fù)雜的電子結(jié)構(gòu)和豐富的氧化態(tài)等因素，使得錒系元素高效分離面臨諸多難題。為此，原子能院項目團隊設(shè)計并合成了新型四取代酰胺、環(huán)己基鄰氧雙酰胺和雙二烷基乙酰胺三類十余種雙酰胺類配體，系統(tǒng)研究了該類萃取劑對鈾、镎、钚等錒系元素的配位化學(xué)行為，進一步明確了酰胺氮原子上取代基以及酰胺配體上氮、氧等活性配位原子價層電子結(jié)構(gòu)變化因素對錒系元素配位行為的影響規(guī)律和分子機制，成功開發(fā)出3個钚對鈾及其他裂片元素分離因子高達103的新型高選擇性雙酰胺萃取劑。在此基礎(chǔ)之上，團隊還制備出對钚具有高選擇性和高吸附容量的固相吸附材料。結(jié)果表明，該類材料在大量鈾中能高選擇性地去除微量钚雜質(zhì)，在鈾產(chǎn)品深度凈化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

項目得到了原子能院長期基礎(chǔ)研究專項的支持。未來，項目團隊將繼續(xù)深入開展雙酰胺類材料對錒系元素的分離機制、輻照穩(wěn)定性等研究，積極拓展其在后處理領(lǐng)域和核素提取新方法、新工藝開發(fā)等方面的應(yīng)用，支撐我國錒系元素分離技術(shù)的持續(xù)升級迭代。