Responsable: MELANIA JIMENEZ REYES
Aportar conocimientos para la comprensión de la química en solución y el estado sólido de lantánidos y actínidos, su comportamiento en el ambiente y la química de sus complejos con macromoléculas cíclicas y lineales.
En el Departamento de Química del ININ se iniciaron las investigaciones sobre los actínidos y lantánidos en 1983 y, entre ese año y 1993, se publicaron varios trabajos en el campo. Ya en 1993 el tema se planteó como proyecto del Departamento de Química y desde entonces, se han desarrollado 12 proyectos institucionales y una actividad gerencial y se ha contado con el apoyo de CONACYT para 4 proyectos.
Avance en el conocimiento del comportamiento químico de los lantánidos y actínidos, y de su interacción con el ambiente.
El proyecto consta de 4 líneas estrechamente relacionadas:
En la línea 1 se realizó un estudio fisicoquímico para conocer la capacidad de extracción de calixarenos funcionalizados, contenidos en solventes orgánicos, hacia lantánidos presentes en medio acuoso, así como determinar las constantes de estabilidad de las especies extraídas. Paralelamente, se llevó a cabo el estudio en solución de la formación de especies de lantánidos y actínidos en medio orgánico con el derivado tetraamida del tetra-tio-pt-butilocalix[4]areno. Además, con actínidos, tales como el uranio y el torio, se estudiaron, en solución orgánica, las especies formadas con el pt-butilcalix[8]areno funcionalizado en sus 8 posiciones del aro inferior con brazos fosfinoilos.
El desarrollo de la línea 2 forma parte de un estudio integral del comportamiento químico de los elementos de las tierras raras. Particularmente, se determinaron las constantes de estabilidad de los complejos de los lantánidos con los ácidos húmicos. Este estudio repercute en el confinamiento de sus desechos, cuando éste se realiza en sitios localizados bajo tierra, ya que siendo los ácidos húmicos abundantes en la corteza terrestre resulta de sumo interés su estudio con respecto a los iones lantánidos.
Las investigaciones de la línea 3 permitieron esclarecer los mecanismos de sorción de los complejos de uranilo, europio (III) y samario (III) que se forman en la interfase sólido/líquido, utilizando como adsorbentes minerales a base de fosfatos, circonatos y titanatos. Esos conocimientos están involucrados con las condiciones termodinámicas que se presentan en los sitios de confinamiento de desechos radiactivos de alto nivel, los cuales contienen grandes cantidades de elementos emisores alfa. La toxicidad y largas vidas medias de ésos (entre 7.3x103 años para el americio-241 y 7.8x107 años para el uranio-235), son razones para que en los estudios de esta línea se utilicen elementos químicamente análogos a ellos. Es decir, al uranio-238 en lugar del uranio-235 y al europio y al samario en analogía con el americio y el plutonio, respectivamente.
En la línea 4, se estudiaron los sedimentos marinos obtenidos mediante núcleos de muestreo en el Golfo de Tehuantepec, México. Éstos fueron objeto de caracterización cristalográfica y morfológica así como del análisis elemental. Para realizar el análisis isotópico del uranio natural, es necesario hacer una separación fraccionada de los componentes de la muestra. En cada estrato del perfil se separaron las partes orgánica y mineral, para recuperar al uranio, el cual se encuentra en la fase orgánica, en dos estados de oxidación (IV y VI). Éstos pueden a su vez separarse, por medio de cromatografía líquido/líquido. Los extractos uraníferos ya electrodepositados, en capa finas, sobre discos de acero inoxidable pueden analizarse por espectroscopía alfa. El análisis espectroscópico del uranio arroja datos para calcular el cociente de actividades de 234U/238U, el cual depende de la naturaleza de la fracción estudiada, finalmente se evalúan de los datos obtenidos por las diferentes técnicas para realizar el fechado y la evolución del sedimento, debido a las corrientes marinas.
Publicaciones
Participaciones en congresos
Conferencias impartidas
Formación de recursos humanos (terminados)
Formación de recursos humanos (en proceso)
Los datos obtenidos repercuten en los procesos de tratamiento y confinamiento de desechos radiactivos como en su interacción con el ambiente.
Obtención de datos sobre el comportamiento químico de los lantánidos y actínidos, útiles tanto en los procesos de tratamiento y confinamiento de desechos radiactivos, como en el conocimiento de su interacción con el ambiente.
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