Научные достижения химического факультета
24.10.2023
Импортозамещение в науке: установка мегасайнс-уровня
начала работу на химфаке МГУ
Научная группа Химического факультета МГУ совместно с Курчатовским
институтом представила рентгеновский спектрометр LomonosovXAS. Технические
параметры и разрешение прибора позволяют изучать характеристики новых
короткоживущих и радиоактивных материалов в лабораторных условиях, что
существенно облегчает процессы исследования в радиохимии и смежных отраслях.
Работа поддержана грантом Минобрнауки №075-15-2022-1107, результаты
опубликованы
в журнале Journal of Synchrotron Radiation.
Современная химия – это не только новые препараты и синтетические
материалы, но и множество приборных анализов. Каждое исследование сопровождают
данные по элементному составу соединения, его структуре и поведению в разных
средах. Все это мы можем измерить и наблюдать с помощью физических и химических
методов анализа. Один из универсальных методов – спектроскопия – основан на
получении и исследовании спектра (набора характерных полос) вещества в
некотором диапазоне электромагнитного излучения. Ученые различают большое
количество видов спектроскопии в зависимости от объекта наблюдения и диапазона
частот излучения. Рентгеновская спектроскопия поглощения (XAS) позволяет
определять локальную геометрию и электронную структуру вещества. Ранее данный
метод XAS реализовывался только на мегасайнс установках - синхротронах.
Однако не все материалы можно легко довезти до синхротрона, чтобы
изучить их: “Сейчас многие научные группы создают новые радиоматериалы,
разделяют f-элементы для замыкания ЯТЦ (ядерного топливного цикла), исследуют
причины радиоактивности окружающей среды. Во всех этих работах встречаются
актиниды – с высокой радиоактивностью, – поясняет автор работы, м.н.с. кафедры
радиохимии МГУ
Даниил Новичков.– Чтобы привезти
образцы с актинидами на синхротрон, необходимы специальные меры безопасности
как со стороны научной группы, так и со стороны принимающей экспериментальной
станции на синхротроне”.
Последние достижения в области рентгеновской оптики и детекторных
систем позволили проводить эти исследования в комнате лаборатории. В рамках
мегагрант-лаборатории научная группа Химического факультета создала свой
лабораторный рентгеновский спектрометр LomonosovXAS. Его главные преимущества –
высокое разрешение и шаговая доступность: “Наш спектрометр не уступает по
разрешению мегасайенс-установкам - синхротронам. Кроме того, прибор позволяет
нам проводить два типа исследований в рентгеновском диапазоне – спектроскопия
поглощения и эмиссионная спектроскопия. Диапазон допустимых значений
радиоактивности позволит нам изучать реальные радиоактивные объекты, что не
всегда осуществимо на больших синхротронах. Помимо этого, постоянный доступ к
прибору существенно ускорит и удешевит исследования за счет отсутствия расходов
на транспорт образцов”, – рассказывает автор работы.
Спектрометр позволяет не только оперативно исследовать материалы и
соединения, но и открывает путь новым возможностям. Благодаря тому, что прибор
находится на кафедре радиохимии, ученые МГУ смогут проводить реакции in situ
под пучком рентгеновского излучения и следить за изменениями в течение всего
процесса. Это позволит разобраться в механизмах протекания реакций и предложить
эффективные решения технологических и фундаментальных проблем химии.
Автор текста: Екатерина Изергина/пресс-служба химического факультета МГУ
