Paulscherrerite - Paulscherrerite - Wikipedia

Paulscherrerite
Všeobecné
KategorieOxidové minerály,
uranyl hydroxidy
Vzorec
(opakující se jednotka)		UO2(ACH)2
Strunzova klasifikace4.GA.05
Krystalový systémMonoklinický
Neznámá vesmírná skupina
Identifikace
BarvaKanárská žlutá
Krystalický zvykMikrokrystalický prášek
VýstřihNeurčeno
ZlomeninaNeurčeno
Mohsova stupnice tvrdostNeurčeno
PruhŽlutá
Specifická gravitace6,66 g / cm3
Ultrafialový fluorescencežádný
Další vlastnostiRadioactive.svg Radioaktivní
Reference[1][2]

Paulscherrerite, UO2(ACH)2, je nově pojmenovaný minerál schoepite podskupina šestimocného hydrátu / hydroxidu uranu. Je monoklinický, ale nebyla určena žádná vesmírná skupina, protože nebyla provedena studie monokrystalů. Paulscherrerit se vyskytuje jako kanárkově žlutý mikrokrystalický práškový produkt o délce ~ 500 nm. Vzniká zvětráváním a konečným pseudomorfismem minerálů obsahujících uran a olovo, jako je metaschoepit. Typickou lokalitou pro paulscherrerite je číslo 2 Workings, Radium Ridge poblíž Mount Painter, North Flinders Ranges, Jižní Austrálie, oblast, kde radiogenní teplo řídí hydrotermální aktivitu po miliony let. Je pojmenován podle švýcarského fyzika Paula Scherrera, spoluautora vynálezu Debye-Scherrera Rentgenová prášková difrakce Fotoaparát. Studium paulscherreritu a souvisejících minerálů je důležité pro pochopení mobility uranu v okolí těžebních lokalit a pro navrhování úspěšných strategií pro skladování jaderných zbraní a omezení jaderného odpadu.

Úvod

Schoepitská podskupina čtyřmarierit skupina: schepepit, metaschoepit, parazchoepit a „dehydrovaný schepepit“, jsou blízce příbuzné hydráty / hydroxidy šestimocného uranu (uranyl) oxidu.[3] Schoepite byl poprvé popsán T. L. Walkerem v roce 1923 a stanovení vztahu mezi různými podskupinami od té doby probíhá. Podrobná rentgenová prášková difrakce a monokrystalické studie vedly k lepšímu pochopení procesu přirozené dehydratace schoepitu, jehož výsledkem je zbytek podskupiny.[4] „Dehydratovaný schoepit“ nyní formálně popsal jako minerální druh tým geologů vedený Joelem Bruggerem z University of Adelaide v Austrálii a dostal jméno paulscherrerite, podle vzorce UO3 · 1,02 H2Ó.

Složení

Empirický vzorec pro paulscherrerit je UO3 · 1,02 H2O. Vzorce pro zbytek skupiny schepitů jsou: schepepit (UO2)8Ó2(ACH)12 · 12H2O a metaschoepite UO3 · 1-2H2O. 20bodové analýzy elektronové mikrosonda ukázaly, že se jedná o téměř čistý uranyl oxid-hydroxid / hydrát s méně než ~ 1% hmotn. Minoritních prvků, jako je Al, Ba a Pb. Zjednodušený strukturní vzorec je UO2(ACH)2, který vyžaduje přítomnost vody: UO3 93,96, H2O 6,04, celkem 100,00% hmotn. Tabulka 1 ukazuje analýzu chemického složení. Protože paulscherrerit vždy existuje v práškové formě, smíchaný s podstatným množstvím metaschoepitu, je nejlepší metodou měření vody termogravimetrická analýza (TGA).[5]

Struktura

Paulscherrerit je monoklinický (pseudoortrombický), s a = 4,288 (2), b = 10,270 (6), c = 6,885 (5) Å, β = 90,39 (4) = 90,39 (4) o, V = 303,2 (2 ) Å3 a Z = 4. Nebylo provedeno žádné stanovení prostorové skupiny, protože nebyla provedena studie monokrystalů. Vzhledem k velmi malým krystalitům (méně než několik desítek nanometrů) je velmi obtížné odlišit ortorombickou buňku od monoklinické buňky s β blízkým 90 ° (Bevan et al. 2002). Možné vesmírné skupiny, které vysvětlují všech 46 nalezených odrazů, zahrnují: P2, P21, P2 / m a P21 / m. Struktury blízce příbuzného učence,[6] metaschoepite[7] Skládají se z vrstev vytvořených pětiúhelníkovými bi-pyramidami UO7 se sdílením okrajů rozptýlených molekulami vody vázanými na vodík. Struktura ortorombických α-UO2 (OH) 2 (syntetizovaný „dehydratovaný schoepit“) však sestává z vrstev vytvořených sdílením okrajů hexagonálních bipyramidů UO8.[8] Uranylové listy inschoepit / metaschoepit a α-UO2 (OH) 2 jsou topologicky příbuzné substitucí 2 (OH) = O2 + neobsazenost.[5]

Fyzikální vlastnosti

Paulscherrerit se vyskytuje jako mikrokrystalický práškový produkt s maximální délkou ~ 500 nm. Vzniká zvětráváním a konečným pseudomorfismem minerálů obsahujících uran a olovo, jako je metaschoepit.[5] Paulscherrerit je kanárkově žlutá, se žlutým pruhem a bez fluorescence. The Mohs tvrdost nelze měřit kvůli práškové povaze minerálu a nelze pozorovat žádné štěpení nebo zlomeniny. Vypočtená hustota je 6,66 g / cm3 pro ideální vzorec UO2 (OH) 2. Nebyly zaznamenány žádné optické vlastnosti. V tabulce 1 je uveden seznam fyzikálních vlastností paulscherreritu.

Geologický výskyt

Typickou lokalitou pro paulscherrerite je číslo 2 Workings, Radium Ridge poblíž Mount Painter, North Flinders Ranges, Jižní Austrálie, která obsahuje velké objemy žuly a ruly vysoce obohacené uranem a thoriem. Práce číslo 2 odhaluje čočku masivního hrubozrnného hematitu s jemnozrnnou monazitovou (Ce), xenotime- (Y) a Ca-Fe-fosfátovou matricí a bohatou na železo euxenit.[5] The radiogenní teplo produkovaný horninami bohatými na uran-thorium-draslík poháněl hydrotermální aktivitu po stovky milionů let.[9] Tyto podmínky vysokoteplotní hydrotermální mineralizace jsou ideální pro tvorbu a ukládání bohatých usazenin paulscherreritu, dehydratačního produktu metaschoepitu. Sekundární uranové minerály se vyskytují v dutinách převládajícího hematitu / křemene včetněWeekly, beta-uranofan, metatorbernit, soddyit, kasolit, billietit a baryt.[10] Obrázek 3. ukazuje geomorfologii Mt. Gee - Mt. Malíř epithermální systém. „Dehydrated-schoepite“ byl také identifikován jako prvotní produkt zvětrávání uraninitu v Ruggles a Palermo graniticpegmatites, New Hampshire, USA[11]

Speciální charakteristika

Schoepit, metaschoepit a paulscherrerit jsou výsledkem zvětrávání uranových minerálů, jako je uraninit, a koroze antropogenních pevných látek nesoucích uran.[12] Oxy-hydroxidy skupiny shoepitů působí jako prekurzory při tvorbě složitějších a stabilnějších seskupení (Brugger et al. 2003). Studium těchto minerálů je důležité pro pochopení mobility uranu v okolí těžebních lokalit, jakož i pro navrhování úspěšných strategií pro skladování jaderných zbraní a pro omezení jaderného odpadu.

Biografická skica

Paulscherrerite je pojmenován jako uznání zásadního příspěvku švýcarského fyzika k mineralogii a jaderné fyzice Paul Scherrer (1890–1969). Během studia na univerzitě v Göttingenu v roce 1916 on a Peter Debye, Scherrerův mentor a případný nositel Nobelovy ceny, vyvinul teorii práškové difrakce (Scherrerova rovnice) a navrhl Debye-Scherrer Rentgenová prášková difrakce Fotoaparát.[5] V roce 1920 se Scherrer začal zajímat o jadernou fyziku, byl jmenován profesorem na ETH v Curychu a podílel se na časném vývoji fyziky pevných látek, jaderné fyziky a elektroniky. V roce 1946 byl jmenován předsedou Švýcarské studijní komise pro atomovou energii a v roce 1954 se podílel na založení CERNu poblíž Ženevy (Hephaestus, 2011). Od roku 1988 je Institut Paula Scherrera největším švýcarským národním výzkumným ústavem, který působí v oblasti fyziky elementárních částic, materiálových věd a výzkumu jaderné a nejaderné energie. Název minerálu navrhl Joel Brugger, rodák ze Švýcarska, v současnosti pracovník QEII na University of Adelaide v Austrálii (MMSN, 2011).

Reference

  1. ^ Stránka Mindat Paulscherrerite
  2. ^ Stránka Mineralienatlas Paulscherrerite
  3. ^ Burns, P.C. (1999) Krystalová chemie uranu. V P.C. Burns a R. Finch. Eds., Uran: Mineralogy, geochemistry, and the environment, sv. 38, 23-90. Recenze v mineralogii, Mineralogická společnost Ameriky, Chantilly, Virginie.
  4. ^ Finch, R.J., Hawthorne, F.C., Miller, M.L. a Ewing, R.C. (1997) Rozlišování mezi schoepitem, (UO2) 8O2 (OH) 12 · 12H2O a příbuznými minerály rentgenovou práškovou difrakcí. Prášková difrakce, 12, 230-238.
  5. ^ A b C d E Brugger, J., Meisser, N., Etschmann, B., Ansermet, S., Pring, A. (2011a) Paulscherrite from the Number 2 Workings, Mt. Painter Inlier, Northern Flinders Ranges, South Australia: „Dehydrated schoepite“ je koneckonců minerál. Americký mineralog, 96, 229-240.
  6. ^ Finch, R.J., Cooper, M.A. a Hawthorne, F.C. (1996) Krystalová struktura schoepitu, [(UO2) 8O2 (OH) 12] (H2O) 12. Kanadský mineralog, 34, 1071-1088.
  7. ^ Weller, M.T., Light, M.E. a Gelbrich, T. (2000) Struktura uridium (VI) oxididhydrátu, UO32H2O; syntetický meta-schoepit (UO2) 4O (OH) 6,5H2O. Acta Crystallographica, B56, 577-583.
  8. ^ Taylor, J.C. (1971) Struktura a forma hydroxidu uranylu. Acta Crystallographica, B27, 1088-1091.
  9. ^ Brugger, J., Foden, J., Wulser, P. (2011b) Geneze a konzervace paleozoického epitermálního systému bohatého na uran s povrchovou expresí (North Flinders Ranges, Jižní Austrálie): radiogenní teplo pohání regionální hydrotermální cirkulaci přes geologické časové rámce . Astrobiologie, 11,6, 499.
  10. ^ Brugger, J., Krivovichev, SV, Berlepsch, P., Meisser, N., Ansermet, S. a Armbruster, T. (2004) Spriggite, Pb3 (UO2) 6O8 (OH) 2 (H2O) 3, nový minerál s listy typu β-U3O8: Popis a krystalová struktura. Americký mineralog, 89, 339-347.
  11. ^ Korzeb, S.L., Foord, E.E. a Lichte, F.E. (1997) Chemický vývoj a parageneze uranových minerálů z granitických pegmatitů Ruggles a Palermo, New Hampshire. Kanadský mineralog, 35, 135-144.
  12. ^ Finch, R.J. a Ewing, R.C. (1992) Koroze uraninitu za oxidačních podmínek. Journal of Nuclear Materials, 190, 133-156.