Paulscherrerite - Paulscherrerite

Paulscherrerite , UO ₂ (OH) ₂ , é um mineral recém-nomeado do schoepite subgrupo de hexavalente urânio hidrato / hidróxidos. É monoclínica, mas nenhum grupo espacial foi determinado porque nenhum estudo de um único cristal foi feito. Paulscherrerite ocorre como um produto amarelo canário microcristalina em pó com um comprimento de ~ 500 nm. Ele forma pelo desgaste e pseudomorphism final de minerais de urânio rolamento de chumbo, tais como metaschoepite. A localidade tipo para paulscherrerite é o número 2 Funcionamento, Radium cume perto do Monte Painter, North Flinders Ranges, Austrália do Sul, uma área onde o calor radiogenic tem impulsionado actividade hidrotermal durante milhões de anos. É nomeado para o físico suíço Paul Scherrer, co-inventor do Debye-Scherrer difração de raios X em pó da câmara. Estudo de minerais paulscherrerite e relacionados é importante para compreender a mobilidade de urânio em torno dos locais de mineração, bem como elaboração de estratégias bem-sucedidas para o armazenamento de armas nucleares e a contenção de resíduos nucleares.

Introdução

O subgrupo schoepite do fourmarierite grupo: schoepite, metaschoepite, paraschoepite, e “schoepite desidratado”, estão intimamente relacionados hexavalentes urânio (uranilo) de óxido de hidratos / hidróxidos. Schoepite foi descrita pela primeira vez por TL Walker em 1923 e a determinação da relação entre os vários subgrupos tem sido desde contínuo. Difração de raios-X detalhada e estudos de cristal único levaram a uma melhor compreensão do processo de desidratação natural de schoepite que resultam no resto do subgrupo. “Schoepite desidratada” foi agora formalmente descrito como uma espécie mineral por uma equipe de geólogos liderados por Joel Brugger, da Universidade de Adelaide, na Austrália e recebeu o nome paulscherrerite, com a fórmula UO ₃ · 1.02H ₂ O.

Composição

A fórmula empírica para paulscherrerite é UO ₃ · 1.02H ₂ O. As fórmulas para o resto do grupo schoepite são: schoepite (UO ₂ ) ₈ O ₂ (OH) ₁₂ · 12H ₂ O e metaschoepite UO ₃ · 1-2H ₂ O. Electron microssonda 20 análises de ponto mostrou que é uma quase pura uranilo óxido-hidróxido / hidrato, com menos do que ~ 1% em peso de elementos menores, tais como Al, Ba, e Pb. A fórmula estrutural simplificada é UO ₂ (OH) ₂ , o que exige a presença de água: UO ₃ 93,96, H ₂ O 6,04, Total 100,00% em peso. A Tabela 1 mostra a análise da composição química. Porque paulscherrerite sempre existe na forma de pó, misturado com quantidades substanciais de metaschoepite, análise termogravimétrica (TGA) é o melhor método de medição de água.

Estrutura

Paulscherrerite é monoclínica (pseudo-orthrombic), com 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 ) A3, Z = 4. e n determinação grupo espacial foi feita, como nenhum estudo de um único cristal foi feito. Dadas as muito pequenas cristalites (menos do que umas poucas dezenas de nanometros), é muito difícil de distinguir uma célula ortorrômbica a partir de uma célula monoclínica com β perto de 90 ° (Bevan et al., 2002). grupos espaciais possíveis que explicam todos os 46 reflexões encontrados incluem: P2, P21, P2 / m, e P21 / m. As estruturas do schoepite intimamente relacionados, metaschoepite consistir de camadas formadas por partilha de borda UO7 pentagonais bi-pirâmides intercaladas com as moléculas de água de hidrogénio delimitada. A estrutura de ortorrômbica α-UO2 (OH) 2 (sintetizado “schoepite desidratado”), no entanto, é constituído por camadas formadas por borda partilha UO8 bipyramids hexagonais. As folhas de uranilo em schoepite / metaschoepite e α-UO2 (OH) 2 são topologicamente relacionadas através da substituição 2 (OH) = O2 + vaga.

Propriedades físicas

Paulscherrerite ocorre como um produto microcristalino em pó com um comprimento máximo de ~ 500 nm. Ele forma pelo desgaste e pseudomorphism final de minerais de urânio rolamento de chumbo, tais como metaschoepite. Paulscherrerite é amarelo-canário, com uma faixa amarela, e sem fluorescência. O Mohs dureza não pode ser medido devido a natureza pulverulenta dos minerais, e sem clivagem ou fractura é observável. A densidade calculada é de 6,66 g / cm3 para a fórmula ideal UO2 (OH) 2. Não há propriedades ópticas foram registrados. Ver Tabela 1 para obter uma lista das propriedades físicas de paulscherrerite.

ocorrência geológica

A localidade tipo para paulscherrerite é o número 2 Funcionamento, Radium cume perto do Monte Painter, North Flinders Ranges, Austrália do Sul, que contém grandes volumes de granitos e gnaisses altamente enriquecido em urânio e tório. O número 2 Funcionamento expor uma lente de hematite maciça de grão grosseiro com um monazite- de grão fino (Ce), xenotime- (Y), e matriz de Ca-Fe-fosfato e ricos em ferro abundante euxenita . O calor radiogenic produzido por rochas urânio-tório-ricos em potássio levou actividade hidrotermal ao longo de centenas de milhões de anos. Estas condições de alta temperatura hidrotérmica mineralização são ideais para a formação e deposição de depósitos abundantes de paulscherrerite, um produto de desidratação de metaschoepite. Minerais de urânio secundárias ocorrem em cavidades do predominante hematite / quartzo incluindo weeksite , beta-uranophane, metatorbernite, soddyite, kasolite, billietite, e bário. A Figura 3. mostra o geomorfología do Mt. Gee - Mt. Sistema epitermais pintor. “Desidratada-schoepite” também foi identificado como um produto precoce de uraninita intemperismo nos pegmatitos graníticos Ruggles e Palermo, New Hampshire, EUA

Características especiais

Schoepite, metaschoepite, e resultado paulscherrerite do desgaste de minerais de urânio tal como uraninite e a corrosão de urânio rolamento sólidos antropogénicas. Os oxi-hidróxidos do acto subgrupo shoepite como precursores na formação das composições mais complexas e estáveis ​​(Brugger et al., 2003). Estudo destes minerais é importante para compreender a mobilidade de urânio em torno dos locais de mineração, bem como elaboração de estratégias bem-sucedidas para o armazenamento de armas nucleares e a contenção de resíduos nucleares.

esboço biográfico

Paulscherrerite é nomeado em reconhecimento das contribuições vitais para mineralogia e física nuclear do físico suíço Paul Scherrer (1890-1969). Enquanto estudava na Universidade de Göttingen, em 1916, ele e Peter Debye , mentor de Scherrer e eventual vencedor do Prémio Nobel, desenvolveu a teoria de difração de pó (a equação de Scherrer) e projetou o Debye-Scherrer difração de raios X em pó da câmara. Em 1920, Scherrer havia se interessado em física nuclear, foi nomeado para um cargo de professor na ETH Zurique, e foi envolvido no desenvolvimento inicial da física de estado sólido, física nuclear e eletrônica. Ele foi nomeado Presidente da Comissão de Estudo suíço para a Energia Atómica em 1946 e participou no estabelecimento de CERN, perto de Genebra, em 1954 (Hefesto, 2011). Desde 1988, o Instituto Paul Scherrer tem sido o maior instituto de investigação nacional suíço, ativa em física de partícula elementar, ciências dos materiais, e nuclear e pesquisa de energia não-nuclear. O nome para o mineral foi proposta por Joel Brugger, um nativo da Suíça, atualmente um companheiro QEII da Universidade de Adelaide, Austrália (MMSN, 2011).

Referências