O Ressurgimento da Radioquímica
(Alaina Rumrill) Dr. Thomas Albrecht-Shoenzart é professor de Química na Escola de Minas do Colorado, onde seu trabalho em radioquímica destaca um campo antes ofuscado pelo medo social e pelas preocupações ambientais. A radioquímica, historicamente definida como o estudo de reações químicas utilizando radiação, evoluiu para uma disciplina robusta focada na química de elementos radioativos (1). Esta transformação foi impulsionada por avanços tecnológicos, como a radiólise de pulso e estudos de radiação ionizante, permitindo aos investigadores desvendar os mistérios de elementos pesados como o berquélio e o califórnio (1).
A trajetória da radioquímica reflete eventos globais, particularmente incidentes nucleares como o desastre de Chornobyl em 1986. Este evento catalisou um declínio acentuado no interesse público e científico pela energia nuclear e pela medicina, contribuindo para o que os investigadores chamam de “vale da morte” para a radioquímica durante a década de 1980 (2). À medida que a sociedade mudou o foco para fontes alternativas de energia, a disciplina enfrentou a redução do financiamento e a diminuição da actividade de investigação. No entanto, o advento da medicina nuclear e o desafio premente das alterações climáticas desencadearam um renascimento deste campo. Medicamentos à base de rádio, como o Xofigo para o cancro da próstata metastático, e os avanços em pequenos reactores modulares enfatizam a relevância da radioquímica (3). O campo recuperou o seu lugar na resposta às necessidades de alta densidade energética com baixas pegadas de carbono, inaugurando um renascimento alimentado pela inovação e pela necessidade (1).
Este ressurgimento é reforçado por avanços na ciência basic. O estudo de isótopos, antes sufocado por ferramentas e técnicas limitadas, agora prospera graças à instrumentação moderna, como difratômetros, espectrômetros e microscópios Raman (1). Essas ferramentas iluminam as propriedades únicas dos elementos radioativos, avançando o conhecimento e expandindo as aplicações. Este novo interesse pela radioquímica sublinha o seu papel essencial na abordagem dos desafios globais, ao mesmo tempo que amplia os limites da descoberta científica.
Aplicações da Radioquímica
As aplicações da radioquímica são muito diversas, abrangendo medicina nuclear, energia e química nuclear basic. Na medicina, isótopos radioativos como o actínio-225 e o califórnio-250 são imensamente promissores. Actinium-225 está emergindo como uma ferramenta poderosa em radioterapia, visando células cancerígenas com precisão e poupando tecidos saudáveis (4). O Californium-250, um potente emissor de nêutrons, demonstrou eficácia na destruição de tumores, marcando um avanço significativo na oncologia (1). Essas inovações ressaltam o papel basic da radioquímica na melhoria dos resultados dos pacientes.
Além da medicina, as contribuições do Dr. Albrecht-Shoenzart para o setor de energia ressaltam o papel da radioquímica na formação de um futuro sustentável. Um dos focos do seu trabalho envolve a gestão de subprodutos de reatores nucleares, particularmente actinídeos pesados gerados durante cenários de alta combustão (1). Estes actinídeos, incluindo isótopos de plutónio e outros elementos transurânicos, requerem métodos inovadores de extracção e reciclagem (1). Ao desenvolver técnicas selectivas para isolar estes elementos, os radioquímicos pretendem aumentar a eficiência dos ciclos de combustível nuclear, garantindo ao mesmo tempo a segurança das soluções de armazenamento a longo prazo.
Dr. Albrecht-Shoenzart também investiga as complexidades do fluxo de nêutrons, um fator-chave nas reações nucleares. O fluxo de nêutrons, a taxa na qual os nêutrons interagem com os núcleos atômicos, desempenha um papel very important na condução da fissão e na criação de isótopos mais pesados (1). Sua pesquisa investiga como essas interações influenciam o comportamento do combustível nuclear, fornecendo informações valiosas para otimizar o desempenho do reator e avançar na próxima geração de tecnologias de energia nuclear.
O estudo basic dos actinídeos pesados constitui outro pilar do trabalho do Dr. Albrecht-Shoenzart, lançando luz sobre a química de elementos com propriedades únicas e muitas vezes inesperadas (1). Estes estudos não só contribuem para a compreensão dos processos nucleares, mas também abrem novos caminhos para a inovação. Por exemplo, a sua investigação sobre o comportamento químico dos análogos dos lantanídeos informa o manuseamento dos actinídeos, levando a descobertas com aplicações potenciais na conversão de energia, materiais avançados e remediação ambiental (1).
Um dia no laboratório com o Dr. Albrecht-Shoenzart
O trabalho diário do Dr. Thomas Albrecht-Shoenzart revela a natureza complexa da radioquímica e seu compromisso em ultrapassar os limites da compreensão humana. Seu foco em actinídeos pesados e análogos de lantanídeos exemplifica o delicado equilíbrio de precisão, criatividade e resiliência exigido neste campo (1). A pesquisa do Dr. Albrecht-Shoenzart geralmente envolve trabalhar com elementos escassos e valiosos, como o berquélio e o califórnio. Para maximizar os dados e ao mesmo tempo minimizar o uso de materiais, sua equipe aperfeiçoa técnicas de síntese e crescimento de cristais em escalas menores (1). Estes métodos não só conservam recursos, mas também revelam propriedades únicas de elementos exóticos, como a fotoluminescência do samário, que alterna entre transições bruscas e emissões de banda larga com base na temperatura (1).
Os estudos de alta pressão são outra pedra angular do trabalho do Dr. Albrecht-Shoenzart. Utilizando técnicas de bigorna de diamante, a sua equipa comprime cristais para simular condições extremas, como as encontradas no manto da Terra (1). Esses estudos revelam estados e fases de oxidação desconhecidos dos materiais, abrindo caminho para aplicações em eletrônica e dispositivos de conversão de energia. Apesar dos desafios, incluindo os danos causados pela radiação e o risco de quebra do diamante, estes esforços produzem informações valiosas sobre as interações atómicas sob pressão.
A colaboração desempenha um papel basic em sua pesquisa. Albrecht-Shoenzart frequentemente faz parceria com especialistas de todas as disciplinas para obter compostos bem caracterizados e explorar estruturas periódicas (1). Essas parcerias amplificam o impacto das suas descobertas, garantindo metodologias robustas e resultados inovadores. Ao promover a colaboração interdisciplinar, o seu trabalho não só promove a radioquímica, mas também fortalece as suas ligações a empreendimentos científicos mais amplos. A dedicação do Dr. Albrecht-Shoenzart em descobrir o desconhecido continua a redefinir o campo, provando que mesmo os elementos mais complexos e radioativos podem revelar verdades profundas sobre o mundo pure.
Saber mais
Se você gostaria de saber mais sobre a jornada e trabalho do Dr. Thomas Albrecht-Shoenzart em radioquímica, visite-nos em Spotify, Podcasts da Applee muitos outros serviços de streaming para ouvir nosso ChemTalk Podcast com o Dr. Thomas Albrecht-Shoenzart, Professor de Química na Colorado College of Mines.
Encontre o podcast ChemTalk aqui.
Trabalhos Citados
(1) Albrecht-Shoenzart, Thomas. Entrevista pessoal. Conduzido por Jason Lu e Neel Youts. 26 de março de 2024.
(2) “Acidente de Chernobyl em 1986”. Associação Nuclear Mundial, 30 de abril de 2024. https://world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/chernobyl-accident .
(3) El-Amm, Joelle e Jeanny B Aragon-Ching. “Rádio-223 para o tratamento do câncer de próstata resistente à castração.” OncoTargets e terapia, 18 de maio de 2015. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4445785/ .
(4) Bidkar, Anil P, Luann Zerefa, Surekha Yadav, Henry F VanBrocklin e Robert R Flavell. “Terapia de partículas alfa direcionadas a Actinium-225 para câncer de próstata.” Teranóstica, 11 de maio de 2024. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11103494/ .
