ARI-MA: Collaborative Research: An Experimental and Computational Study of Actinide Detection and Identification by Engineered Mesoporous Sensor Materials for Actinide Forensics

ARI-MA:合作研究:用于锕系元素取证的工程介孔传感器材料对锕系元素检测和识别的实验和计算研究

基本信息

项目摘要

ARI-MA: Collaborative Research: An Experimental and Computational Study of Actinide Detection and Identification by Engineered Mesoporous Sensor Materials for Actinide ForensicsThe objective is to develop new materials for detection and identification of actinide isotopes and fission products from nuclear processing, reprocessing, and high level nuclear wastes. An experimental and computational project relevant to actinide forensic chemistry through study of actinide identification, separation and detection by engineered mesoporous materials is proposed. The focus is the interaction of actinides and fission products with engineered mesoporous materials of its kind in bringing together recent advances in bulk and interfacial sciences.The intellectual merit of the proposed study is the novel approach to actinide and fission product detection, separation and sequestration through computational nanoscience and interfacial science. The proposal brings together the expertise of nano materials chemistry (P. Yang), actinide chemistry (H. Nitsche) and relativistic quantum chemistry (K. Balasubramanian) and will culminate in a better understanding of mesoscale complexity at interfaces. The project goals include the design of: mesoporous materials and functionalized mesoporous substrates to selectively separate and identify actinides, selective chemical receptor sites on the surface of mesoporous materials that are capable of selectively separating or detecting the desired actinide element, and mesoporous materials with selectivity for the desired oxidation states of the actinides.The proposed work promises to have several broader impacts. It is interdisciplinary as it encompasses broad collaborative experimental-theory efforts that combine interfacial chemistry and the design of suitable functional receptors assisted by state-of-the-art relativistic computations. The proposal promotes the training of graduate students and postdoctoral students with interdisciplinary orientation in nuclear, materials and computational chemistry as well as university-DOE National lab interactions through educational and minority outreach efforts.
ARI-MA:合作研究:锕系元素法医学中的介孔传感器材料的实验和计算研究目的是开发用于检测和鉴定核处理、后处理和高放废物中锕系元素同位素和裂变产物的新材料。提出了一个与锕系元素法医化学相关的实验和计算项目,即通过研究工程介孔材料对锕系元素的识别、分离和检测。重点是锕系元素和裂变产物与工程介孔材料的相互作用,汇集了体相和界面科学的最新进展,拟议研究的智力价值是通过计算纳米科学和界面科学检测,分离和封存锕系元素和裂变产物的新方法。该提案汇集了纳米材料化学(P。杨),锕系元素化学(H。Nitsche)和相对论量子化学(K. Balasubramanian),并将最终更好地了解界面的中尺度复杂性。该项目的目标包括设计:介孔材料和功能化介孔基底,以选择性地分离和识别锕系元素,介孔材料表面上的选择性化学受体位点,能够选择性地分离或检测所需的锕系元素,以及介孔材料与所需的氧化态的锕系元素的选择性。它是跨学科的,因为它包括广泛的合作实验理论的努力,结合联合收割机界面化学和设计合适的功能受体的国家的最先进的相对论计算的帮助。该提案通过教育和少数民族外联工作,促进对研究生和博士后进行核、材料和计算化学跨学科方向的培训,以及大学与能源部国家实验室的互动。

项目成果

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