Synchrotron radiation study of the uranium chemical species electrodeposited for alpha spectrometry sources



Document title: Synchrotron radiation study of the uranium chemical species electrodeposited for alpha spectrometry sources
Journal: Revista mexicana de física
Database: PERIÓDICA
System number: 000339009
ISSN: 0035-001X
Authors: 1
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Institutions: 1Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C., Chihuahua. México
2University of Manchester, School of Chemical Engineering and Analytical Science, Manchester. Reino Unido
3Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Laboratorio de Metrología de Radiaciones Ionizantes, Madrid. España
Year:
Season: Feb
Volumen: 57
Number: 1
Pages: 21-29
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
Spanish abstract La espectrometría alfa (EA) con detectores de semiconductor tiene aplicaciones en mediciones de datos para desintegraciones nucleares, estudios ambientales, geológicos y de residuos nucleares, así como en otros trabajos que requieran la determinación de contenidos de actínidos y otros emisores alfa. Para obtener buenas medidas, las fuentes para EA deben ser finas y de forma que permitan obtener espectros alfa con buena resolución energética. Las fuentes para EA producidas por electrodeposición consisten en un depósito radiactivo sobre un sustrato metálico (cátodo de la celda electroquímica). Las fuentes de U natural preparadas por el método de Hallstadius contienen Pt co–precipitado, originado por la disolución del ánodo durante la electrodeposición. Un trabajo recientemente publicado presenta un estudio sobre la morfología y distribución espacial de los depósitos de U/Pt en relación con la especiación química del U, usando microscopía electrónica de barrido con espectroscopia de rayos X dispersiva en energía, espectroscopia de fotoelectrones de rayos X y de estructura fina de la absorción de rayos X (XAFS). El propósito del presente trabajo es explicar la estructura de los depósitos de Pt/U. Se han obtenido nuevos espectros del borde de absorción U LIII por salida total de electrones en el haz 2–3 de la Fuente de Radiación Sincrotrónica de Stanford (SSRL). Los patrones de difracción de rayos X de incidencia rasante (GI–XRD) muestran una distribuciónbimodal de tamaño de grano del Pt, con dimensiones de 5 a 20 nm; el patrón de difracción de la schoepita sugiere dimensiones de ~5 nm, es decir, de baja cristalización. Los espectros de XAFS se ajustaron asumiendo dos estructuras diferentes: el hidróxido de uranilo y la schoepita, y los resultados se compararon. Las trayectorias fotoelectrónicas U–U muestran bajas intensidades, lo que también puede deberse a baja cristalización
English abstract Alpha spectrometry (AS) with semiconductor detectors has applications in nuclear decay data measurements, environmental, geological and nuclear wastes studies and other works requiring determination of actinide and other alpha emitter contents. In order to obtain accurate measurements by producing good resolution alpha spectra, AS sources must be thin and uniform. AS sources produced by electrodeposition consist of a radioactive deposit onto a metallic substrate (cathode of the electrolytic cell). Natural U sources prepared by the Hallstadius method have co–deposited Pt, originated from the dissolution of the anode during the electrodeposition. A recent work published else–where has reported a study on the morphology and spatial distribution of the U/Pt deposits with the related chemical speciation of U, using scanning electron microscopy with energy dispersive X–Ray spectroscopy, X–Ray photoelectron spectroscopy and X–Ray absorption fine structure (XAFS). The purpose of this work is to explain the structure of the Pt/U deposits. We have obtained new spectra of the U LIII edge XAFS by total electron yield at Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL), BL 2–3. Grazing incidence X–Ray diffraction (GI–XRD) patterns were obtained at SSRL, BL 11–3. GI–XRD patterns show a bimodal distribution of grain sizes of Pt, with dimensions ~ 5 and 20 nm; schoepite diffraction signals suggest grain dimensions of ~5 nm, i.e. with low crystallization. XAFS spectra were fitted assuming two different structures: uranyl hydroxide and schoepite, and results were compared. U–U path shows low intensity that also may be a result of low crystallization
Disciplines: Física y astronomía
Keyword: Física nuclear,
Radiación sincrotrónica,
Uranio,
Difracción de rayos X,
Electrodeposición
Keyword: Physics and astronomy,
Nuclear physics,
Synchrotron radiation,
Uranium,
X-ray diffraction,
Electrodeposition
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