Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В рамках реализации проекта в 2018 году был проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований минералов и синтетических соединений шестивалентного урана. В частности, был составлен обзор по кристаллическим структурам уранил-сульфатных минералов, в котором были охарактеризованы и количественно оценены параметры топологической и структурной сложности всех известных природных сульфатов уранила, на основании чего было выдвинуто предположение об устойчивости минералов в условиях окружающей месторождение среды. Методом монокристального рентгеноструктурного анализа с использованием источника синхротронного излучения (ESRF) была определена кристаллическая структура нового природного сульфата уранила, Ca(UO2)6(SO4)2O2(OH)6·12H2O. Образец уранил-карбонатного минерала андерсонит, Na2Ca[(UO2)(CO3)3]·(5+х)H2O (где х ≤1), исследован методами порошковой и монокристальной рентгенографии при разных температурах, что позволило определить положения атомов H и разпорядоченных молекул H2O, расположенных внутри цеолитоподобных каналов, а также пределы термической устойчивости структуры минерала, которая является стабильной до 100 ° C, после чего теряет кристалличность вследствие дегидратации. Термическое поведение структуры андерсонита является существенно анизотропным с наименьшими значениями основных коэффициентов теплового расширения в направлении, перпендикулярном «цеолитным» каналам (плоскость (001)), в то время как максимальное расширение наблюдается вдоль направления каналов. Подготовлен обзор по кристаллохимическим характеристикам минералов и синтетических соединений селенитов уранила, включая определение кристаллической структуры минерала хайнесит, (UO2)3(SeO3)2(OH)2·5H2O, и уточнение кристаллической структуры минерала демесмакерит, Pb2Cu5(UO2)2(SeO3)6(OH)6·2H2O. В рамках изучения фазообразования в смешанной сульфато-селенатной системе уранила, содержащей катионы Mg2+, обнаружены кристаллы трех структурных типов с идентичным химическим составом Mg[(UO2)(TO4)2(H2O)](H2O)4 (где Т=S,Se). Показано, что промежуточная по составу модификация является наиболее устойчивой. По материалам исследования в 2018 году опубликованы или приняты к печати 3 статьи в журналах, индексируемым в системах Web of Science и Scopus, включая 1 статью в журнале из первого квартиля Acta Crystallographica Section B.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В рамках реализации проекта в 2019 году был проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований минералов и синтетических соединений шестивалентного урана. Составлен обзор по кристаллическим структурам природных и синтетических селенитов уранила. Идентичность строения природных селенитов уранила и ряда синтетических соединений позволяют предложить некоторые из наиболее вероятных условий образования минеральных фаз (включая температурный режим). Можно предположить, что источником нагрева, необходимым для образования структур уранил-селенитных минералов, служит радиоактивный распад. Уточнение кристаллических структур демесмэкерита, Pb2Cu5[(UO2)2(SeO3)6(OH)6](H2O)2, и гийменита позволило определить положения атомов H, принадлежащих молекулам H2O, а для структуры последнего еще и определить дополнительную позицию молекулы H2O, расположенную в межслоевом пространстве, в результате чего, формула минерала должна иметь вид Ba[(UO2)3(SeO3)2O2](H2O)4. Охарактеризованы и количественно оценены параметры топологической и структурной сложности всех природных и синтетических селенитов уранила, на основании чего было выдвинуто предположение об устойчивости минералов в условиях окружающей месторождение среды. Проведена оценка вклада в общую сложность кристаллической структуры таких компонентов как реальная и идеализированная симметрия уранил-селенитного комплекса, их кратность в рамках ячейки, дополнительные межслоевые катионы и молекулы H2O, система водородных связей, для выявления факторов, играющих наиболее важные роли при формировании структуры. Составлен кристаллохимический обзор для семейства соединений Cs2[(AnO2)2(TO4)3] (где An = U, Np; T = S, Se, Cr, Mo), а также изучены некоторые спектроскопические и термические характеристики неисследованные ранее. Показано, что сохранение структурного мотива не означает сохранение химических и физических свойств, изменение которых является результатом изменения локальной координации катионов Cs+. Изучено фазообразование в смешанной сульфато-селенатной системе уранила, содержащей катионы Mg2+. Обнаружены кристаллы трех структурных типов с идентичным химическим составом Mg[(UO2)(TO4)2(H2O)](H2O)4 (где Т=S,Se), но различной последовательностью укладки псевдослоистых комплексов, которые можно рассмотреть, как политипные модификации 1M, 2O и 2M. Чистые сульфатные и селенатные фазы являются моноклинными, тогда как с постепенным увеличением второй компоненты реализуется морфотропный переход в промежуточную ромбическую модификацию. Показано, что промежуточная по составу модификация является наиболее устойчивой. Изучена трансформация синтетического аналога минерала скупит, [(UO2)8O2(OH)12](H2O)12, в гидротермальных условиях, с раствором, содержащим ионы Cs+ и SO42–. В результате эксперимента получены четыре кристаллические фазы, три из которых являются новыми. Кристаллохимический анализ позволил предположить, что большинство уранил-сульфатных минералов кристаллизуется из нагретых растворов, а диапазон температур можно предсказать по способу объединения координационных полиэдров. Присутствие реберно-связанных дипирамид уранила, указывает на температуры выше 100 °C, тогда как связывание координационных полиэдров уранила по общим ребрам с сульфатными тетраэдрами связано с температурами ~ 70–100 °C, что может указывать на процесс роста из остывающих растворов. В результате синтетических экспериментов по изучению фазообразования в уранил-карбонатных водных системах удалось получить аналог минерала юингит, Mg8Ca8(UO2)24(CO3)30O4(OH)12·138(H2O), структура которого основана на уранил-карбонатных нано-кластерах, и в настоящее время считается самой сложной среди всех природных соединений. По материалам исследования в 2019 году опубликованы 5 статей в журналах, индексируемым в системах Web of Science и Scopus, включая 1 статью в журнале из первого квартиля Inorganic Chemistry. Результаты исследования Mg-содержащей системы были освещены рядом СМИ: https://www.dvfu.ru/news/fefu-news/fefu_scientists_are_working_on_methods_of_prevent_the_underground_migration_of_uranium/; https://ria.ru/20191129/1561730910.html; https://news.rambler.ru/other/43244511-v-dvfu-rabotayut-nad-metodami-predotvrascheniya-podzemnoy-migratsii-urana/.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В рамках реализации проекта в 2020 году был проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований минералов и синтетических соединений шестивалентного урана. Составлен обзор по кристаллическим структурам природных и синтетических карбонатов уранила. Строение синтетических аналогов природных карбонатов уранила позволяет предположить, что большинство из них образовалось в нормальных условиях, не требующих нагрева водных растворов (как в случае сульфатов или селенитов уранила). Исследование термического поведения структур минералов демесмэкерита, Pb2Cu5[(UO2)2(SeO3)6(OH)6](H2O)2, и дерриксита, Cu4[(UO2)(SeO3)2](OH)6, показало, что комплексы уранила являются одними из самых стабильных и жестких блоков в структурной архитектуре природных и синтетических соединений уранила, и определяют тепловое поведение всей структуры вне зависимости от размерности U6+-содержащих субструктурных единиц, а также от организации и химического состава межслоевой структуры. Составлен кристаллохимический обзор для семейства соединений M2+[(UO2)(T6+O4)2(H2O)](H2O)4 (M2+ = Ni, Mg, Zn, Co, Fe, Mn; T6+ = S, Se), для которых обнаружена зависимость между кристаллизацией различных политипных модификаций и размерами тетраэдрического оксоаниона и ионным радиусом катиона двухвалентного металла. Показано, что повышение начального рН создает более приемлемые условия для фазообразования в данных системах при радиусе ионов двухвалентного металла более 0.72 Å. Исследована эволюция фазообразования в уранил-сульфатной системе с калием; получено шесть новых фаз, структуры четырех из которых не имеют топологических аналогов в структурной химии неорганических соединений. Показано, что нагрева до 55 °С недостаточно для образования циппеит- или клапротит-подобных структур, но минералы, структуры которых сложены полиэдрами, полимеризующимися только через общие вершины (гешиберит), могут быть образованы из растворов при температуре окружающей среды. Получены и структурно охарактеризованы шесть новых нитратов уранила, на основании чего было продемонстрировано, что кристаллизация нитратов уранила может использоваться как ключевой индикатор протекания реакции, который означает, что все другие конкурирующие анионы в системе уже образовали кристаллические фазы, и начальные концентрации реагентов должны быть скорректированы, или реакция компонентов синтеза замедлились или даже вовсе остановились. Высокая растворимость нитратов также может объяснить тот факт, что нитраты уранила не известны в качестве минеральных видов. По материалам исследования в 2020 году опубликованы 5 статей в журналах, индексируемых в системах Web of Science и Scopus, включая 2 статьи в журнале из первого квартиля CrystEngComm.