美國研究人員提出了一種核廢料在環境中擴散的新機制。
實驗中，鋦（一種放射性元素）與蛋白質形成的絡合物發射出了肉眼可見的強烈熒光。
當地時間9月21日，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）、賓夕法尼亞州立大學和哈佛醫學院的研究人員在《美國化學會會志》中發文，提出了一種核廢料在環境中擴散的新機制。
能源、科研和武器試驗等方面的核活動，使人類瞭解放射性材料對環境的影響越來越緊迫。含錒系元素的核廢料問題尤為突出，因為它們的放射性和毒性可持續數千年之久。然而，人類對這類元素在環境中的化學過程瞭解甚少。
此前，相關模型只考慮了核廢料與小分子天然化合物、礦物相和膠體的相互作用，忽視了它們與蛋白質等複雜化合物的作用。然而，這次的研究表明，一種自然界富含的蛋白質對錒系元素遷移的影響，遠遠超過了此前公認的問題最大的分子。
蛋白質lanmodulin存在於諸多會利用稀土的細菌中，體積很小，但含量豐富。雖然研究人員已經詳細調查了這種蛋白質的工作機制以及它與稀土的作用，但lanmodulin與放射性汙染物的相關性仍然是個謎。LLNL科學家Annie Kersting說：“我們發現，lanmodulin及其類似物在錒系元素的環境化學程序中發揮的作用超乎想象，選擇性生物分子能夠在放射性同位素的不同遷移模式中扮演重要角色。”LLNL研究人員Mavrik Zavarin補充說：“這項研究首次證實，相對於包括稀土元素在內的其他金屬元素，lanmodulin更‘喜歡’錒系元素。這是一種相當有趣的特性，可應用於新的分離過程。”
這一成果對核廢料管理和環境化學研究有重要意義。LLNL科學家Gauthier Deblonde說：“這項研究展示了核廢料在自然界中的命運。我們偶然發現了一種前所未知的機制，放射性元素會透過這種機制在環境中擴散。我們還證實，自然界中部分未被納入考慮的分子，尤其是類似lanmodulin這樣的蛋白質，可能與放射性元素有強烈的相互作用。”最重要的是，lanmodulin對錒系元素表現出的高親和性可能意味著，自然界中普遍存在的、能利用稀土的生物體會優先將某些錒系元素納入其生化過程中。
編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵
期刊來源：《美國化學會會志》
期刊編號：0002-7863
原文連結：
https://phys.org/news/2021-09-nuclear-interaction-environment-complicated-thought.html
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