物理科技生物学-PHYICA

安全起见:科学家创造了带有同位素标记的高能化合物

化学 2022-09-01 00:02:09

作者:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室迈克尔·帕迪拉 Ana Racoveanu合成带有同位素标签的高能化合物,有助于弹药的安全处理和使用

信用:朱莉拉塞尔/LLNL 安娜·拉科韦阿努能够做核安全企业中大多数其他人做不到的事情——在整个企业中具有挑战性和极高的价值

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室材料科学部的工作人员科学家拉科韦努能够合成带有同位素标记的高能化合物

这项工作的主要目标是使弹药能够安全处理和使用

同位素标记是特定类型的原子,如氮,被不同同位素的氮取代

成功合成标记的高能材料有助于理解爆炸物的基础科学

拉科韦努说:“这项工作开启了一种检查高能材料科学的独特方法。”

“这是一种示踪方法,允许在性能期间以及在正常操作或异常环境中没有遇到的环境中发现高能材料的反应网络

" 这项工作解决了暴露在异常环境中的能量学问题,这是国家核安全局感兴趣的,因为它使核威慑更加安全、持久和易于维护

Racoveanu解释说,一般来说,用稳定同位素(2H、15N、13C和18O)标记的材料为深入了解这些材料在各种化学和生物化学系统中的行为提供了一种新的、安全的方法

对标记有稳定同位素的高能化合物的研究揭示了有助于理解这些物质对刺激的敏感性以及反应途径的科学事实

给能量学贴标签的挑战已经成为过去 过去已经有一些稳定的同位素标记的能量学,广泛标记含能材料的主要限制是起始材料的成本非常高

如今,随着能量学合成方法数量的增加,成本更低的标记成分使得同位素标记更容易获得

拉科韦努说,尽管如此,由于费用问题,这些努力仅限于少量

Racoveanu说:“稳定同位素标记的主要挑战通常是非常熟练地执行所有相关步骤的合成。”

“合成过程中的故障是可以解决的,但代价非常高,有时难以承受

这对于同位素标记的高能材料的合成也是有效的

此外,设计用于制造标记终点的替代途径可能必须完成,因为没有合适的标记起始材料可用

" 同位素标记在一个或多个合成步骤中进行,这取决于标记的期望位置

每一步都包括同位素标记的成分反应,分离粗产物,然后纯化

然后分析最终目标材料的化学纯度和同位素纯度

桑迪亚国家实验室最近与Racoveanu联系,帮助标记各种烈性炸药(全15N标记的CL-20和全标记的13C HNS)

LLNL将继续对以下烈性炸药进行标签工作:含13C和18O的三氨基三硝基苯(TATB);含15N、13C和2H的CL-20

结果把我们带到了从未去过的地方 拉科瓦努一直在为LLNL科学家约翰·雷诺兹正在进行的一个项目制造同位素标记的化合物

“套用《星际迷航》的说法,”雷诺兹说,“安娜为我的项目制造了几种标记化合物,结果让我们去了从未去过的地方。”

随着她的成功变得越来越明显,其他一些科学家已经接近她,为他们的项目制作同位素标记的材料

" 雷诺兹说,这项工作不仅突出了一位LLNL科学家的才能,还表明在同位素标记能量学方面建立了一个非常成功的操作,直到Racoveanu的努力,这项工作才得以完成

Racoveanu承认几位同事是这项工作成功的关键实验贡献者,包括纳撒尼尔·祖克曼、菲尔·帕戈里亚、基思·咖啡、瑞恩·凯利和拉里·佩克

艾伦·德霍普是拉科韦努参与同位素标记的发起人,埃文·卡尔指导了最初的资助,雷诺兹指导了向TATB和里克·吉的努力,威尔·肖和乔纳森·克罗赫斯特使CL-20的工作成为可能

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