ikbguИзвестия Кабардино-Балкарского государственного университетаProceedings of the Kabardino-Balkarian State University2221-7789Kabardino-Balkarian State University named after Kh. M. Berbekovikbgu-296Research ArticleХимияChemistryФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ НЕОДИМА И ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЖИДКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СЦИНТИЛЛЯТОРОВPHYSICO-CHEMICAL ANALYSIS OF METAL COMPLEX COMPOUNDS BASED ON NEODYMIUM AND POLYELECTROLYTES FOR THE CREATION OF LIQUID ORGANIC SCINTILLATORSВересниковаАнна ВасильевнаVeresnikovaAnna VasilyevnaИсуповаЗалина ЮрьевнаIsupovaZalina YurievnaКалажоковЗамир ХамидбиевичKalazhokovZamir KhamidbievichПшуковАдам МузарифовичPshukovAdam Muzarifovichpshukov1959@mail.ruХашироваСветлана ЮрьевнаKhashirovaSvetlana YurievnaЭльчепароваСветлана АнатольевнаElcheparovaSvetlana AnatolyevnaИнститут ядерных исследований РАНРоссияInstitute of Nuclear Research of the Russian Academy of SciencesRussian FederationКабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. БербековаРоссияKabardino-Balkarian State UniversityRussian Federation202230082022124Том 12, № 4 (2026)6977Copyright © Вересникова А.В., Исупова З.Ю., Калажоков З.Х., Пшуков А.М., Хаширова С.Ю., Эльчепарова С.А., 20222022Вересникова А.В., Исупова З.Ю., Калажоков З.Х., Пшуков А.М., Хаширова С.Ю., Эльчепарова С.А.Veresnikova A.V., Isupova Z.Y., Kalazhokov Z.K., Pshukov A.M., Khashirova S.Y., Elcheparova S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izvestiakbsu.ru/jour/article/view/296

В работе приводятся результаты исследований по получению новых комплексных соединений неодима с полиэлектролитом – полиметакрилатом гуанидина, для создания жидких органических сцинтилляторов. Анализ состава и структуры синтезированных комплексных соединений подтверждены с использованием современных физико-химических методов исследования. Установлено, что образование комплекса происходит за счет взаимодействия ионов неодима с атомом кислорода карбоксилат-иона и атомом азота аминной группы в водорастворимом полиэлектролите.

The paper presents the results of research on the production of new complex compounds of neodymium with polyelectrolyte-guanidine polymethacrylate, for the creation of liquid organic scintillators. The analysis of the composition and structure of synthesized complex compounds has been confirmed using modern physico-chemical methods. It is established that the formation of the complex occurs due to the interaction of neodymium ions with the oxygen atom of the carboxylate ion and the nitrogen atom of the amine group in a water-soluble polyelectrolyte.

безнейтринный двойной бета-распаджидкий сцинтилляторсинтиноптические свойстваполиэлектролитполиметакрилат гуанидинаредкоземельные элементыионы неодимаneutrinoless double beta decayliquid scintillatorsynthinoptical propertiespolyelectrolytepolymethacrylate guanidinerare earth elementsneodymium ionsРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, мнемокод FZZR-2022-0004.ReferencesКо Ю.Дж., Ким Б.Р., Ким Дж.Ю., Хан Б.Ю., Чан Ч.Х., Чон Э.Дж., Чжу К.К., Ким Х.Дж., Ким Х.С., Ким Ю.Д., Ли Дж., Ли Дж.Ю., Ли М.Х., О.Ю.М., Пак Х.К., Парк Х.С., К.С. Поиск стерильных нейтрино в эксперименте NEOS // Phys. Rev. Lett. 2017. Т. 118, N 12. С. 6.Ko Y.J., Kim B.R., Kim J.Y., Han B.Y., Jang C.H., Jeon E.J., Joo K.K., Kim H.J., Kim H.S., Kim Y.D.,Барабанов И.Р., Безруков Л.Б., Каттадори С., Данилов Н.А., Вакри А. Д., Янни А., Ниси С., Новикова Г.Я., Ортика Ф., Романи А., Сальво С., Смирнов О.Ю. и Янович Е.А. Жидкий органический сцинтиллятор с Nd-зарядом для эксперимента по измерению двойного θ Распад // Приборы и экспериментальные методы. 2012. Т. 55, N 5. С. 545-550.Lee J., Lee J.Y., Lee M.H., Oh Y.M., Park H.K., Park H.S., K.S. Sterile Neutrino Search at the NEOS Experiment // Phys. Rev. Lett. 2017. V. 118, N 12. P. 6.М., Биком Дж.Ф., Безруков Л.Б., Дасгупта Б., Хориучи С., Цемния С., Фонфейлицч Ф., Г. Г.-Нефф М., Хеллгартнер Д., Ле Виже Т., Майндл К., М., Оберауэр Л., Колт., Торн Ф., Типпманн М., Маггинтер Дж., Бикол., Хагнер К., Лоренц С. Крупнотоннажный детектор Нейтринной обсерватории Баа для изучения естественных потоков нейтрино в целях гео- и астрофизики. // Астропарт. Физика. 2012. Т. 35. С. 685-697.Barabanov I.R., Bezrukov L.B., Cattadori C., Danilov N.A., Vacri A.D., Ianni A., Nisi S., Novikova G.Ya., Ortica F., Romani A., Salvo C., Smirnov O.Yu. and Yanovich E.A. Nd-loaded Liquid Organic Scintillator for the Experiment Aimed at Measuring Double в Decay // Instruments and Experimental Techniques. 2012. V. 55, N 5. Р. 545–550.Абэ Ю., Кохри Х., Токиясу А., Минами Т., Ивасаки К. Независимое от фона измерение χ13 в коллаборации Double CHOOZ // Физика. Lett. 2014. V. 735. С. 44.Wurm M., Beacom J.F., Bezrukov L.B., Dasgupta B., Horiuchi S., Ciemniak C., VonFeilitzsch F., Göger-Neff M., Hellgartner D., Lewke T., Meindl Q., Möllenberg R., Oberauer L., Potzel W., Thorne F., Tippmann M., Winter J., Bick D., Hagner C., Lorenz S. Large-volume detector at the Baksan Neutrino Observatory for studies of natural neutrino fluxes for purposes of geo- and astrophysics. // Astropart. Phys. 2012. V. 35. P. 685–697.Хейс А.С., Фрайар Дж.Л., Гарви Г.Т., Юнгман Г., Йонкманс Г. Систематические неопределенности в анализе нейтринной аномалии реактора // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 112. P. 579.Abe Y., Kohri H., Tokiyasu A., Minami T., Iwasaki K. Background-independent measurement of θ13 in Double CHOOZ collaboration // Phys. Lett. 2014. V. 735. P. 44.Аберле К., Бак К., Хартманн Ф.Х., Шонерт С. Световой поток и передача энергии в новом жидком сцинтилляторе, заряженном Gd // Химия. Phys. Lett. 2011. V. 516. С. 257.Hayes A.C., Friar J.L., Garvey G.T., Jungman G., Jonkmans G. Systematic uncertainties in the analysis of the reactor neutrino anomaly // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 112. P. 579.Барабанов И.Р., Безруков Л.Б., Вересникова А.В., Гаврилюк Ю.В., Гуренцов В.И., Казалов В.В., Кузьминов В.В., Новикова Г.Я., Семенов С.В., Синев В.В., Цветков Г.О., Янович Е.А. Прототип большого сцинтилляционного детектора геонейтрино на БНО. Препринт ИЯИ РАН. М., 2016. 27 c.Aberle C., Buck C., Hartmann F.X., Schonert S. Light yield and energy transfer in anew Gd-loaded liquid scintillator // Chem. Phys. Lett. 2011. V. 516. P. 257.Вурм М., Биком Дж.Ф., Безруков Л.Б., Дасгупта Б., Хориучи С., Цемняк С., Фонфейлич Ф., Гегер-Нефф М., Хеллгартнер Д., Льюк Т., Майндл К., Мелленберг Р., Оберауэр Л., Потцель В., Торн Ф., Типпманн М., Винтер Дж., Бик Д., Хагнер С., Лоренц С. Крупнообъемный детектор Баксанской нейтринной обсерватории для изучения естественных потоков нейтрино в целях гео- и астрофизики // Астропарт. Физика. 2012. Т. 35. С. 685-697.Barabanov I.R., Bezrukov L.B., Veresnikova A.V., Gavrilyuk Yu.V., Gurentsov V.I., Kazalov V.V., Kuzminov V.V., Novikova G.Ya., Semenov S.V., Sinev V.V., Tsvetkov G.O., Yanovich E.A. Prototype of a Large Geoneutrino Scintillation Detector at BNO. Preprint of the Institute of Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences. Moscow, 2016. 27 p.Пшуков А.М., Умеров Ш.И. Жидкий сцинтиллятор на основе синтина. Препринт ИЯИ РАН. М., 2019. 18 с.Wurm M., Beacom J.F., Bezrukov L.B., Dasgupta B., Horiuchi S., Ciemniak C., VonFeilitzsch F., Göger-Neff M., Hellgartner D., Lewke T., Meindl Q., Möllenberg R., Oberauer L., Potzel W., Thorne F., Tippmann M., Winter J., Bick D., Hagner C., Lorenz S. Large-volume detector at the Baksan Neutrino Observatory for studies of natural neutrino fluxes for purposes of geo- and astrophysics // Astropart. Phys. 2012. V. 35. P. 685–697.Громов М.Б., Лукьянченко Г.А., Новикова Г.Я., Обиняков Б.А., Оралбаев А.Ю., Скорохватов М.Д., Сухотин С.В., Чепурнов А.С., Этенко А.В. Промышленный детектор i-DREAM для мониторинга режимов работы атомных реакторов нейтринным методом // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физ. Астрон. 2015. № 3. С. 26.Pshukov A.M., Umerov Sh.I. Liquid scintillator based on syntin. Preprint of the Institute of Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences. Moscow, 2019. 18 p.Алимонти Г., Англохер Г., Арпеселла С. Измерение содержания 14С в жидком сцинтилляторе с низким фоновым излучением // Физика. Литература. 1998. Т. 422. С. 349-358.Gromov M.B., Lukyanchenko G.A., Novikova G.Ya., Obinyakov B.A., Oralbaev A.Yu., Skorokhvatov M.D., Sukhotin S.V., Chepurnov A.S., Etenko A.V. Industrial Detector i-DREAM for Monitoring the Operating Modes of Nuclear Reactors by the Neutrino Method // Bulletin of Moscow University. Ser. 3. Physics. Astronomy. 2015. No. 3. P. 26.Аполлонио М., Бальдини А., Бемпорад С., Каффау Э., Кей Ф., Этенко А., Поиск нейтринных осцилляций на длинной базовой линии на атомной электростанции в Чузе // Европейский физический журнал C. Частицы и поля. 2003. Т. 27. С. 331-374.Alimonti G., Angloher G., Arpesella С. Measurement of 14C abundance in low-background liquid scintillator // Phys. Lett. 1998. V. 422. P. 349–358.Фалло М. Новые предсказания энергетических спектров антинейтрино на основе суммирования ветвей бета-распада продуктов деления // Phys. Rev. Lett. 2012. Т. 1, № 2. С. 109.Apollonio M., Baldini A. Bemporad C., Caffau E., Cei F., Etenko A., Search for neutrino oscillations on a long base-line at the CHOOZ nuclear power station // The European Physical Journal C. Particles and Fields. 2003. V. 27. P. 331–374.Игуменов И.К., Чумаченко Ю.В., Земсков С.В. Тензометрическое изучение летучих β-дикетонатов металлов. Проблемы химии и применения β-дикетонатов металлов. М.: Наука, 1982. 120 с.Fallot M. New antineutrino energy spectra predictions from the summation of beta decay branches of the fission products // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 1, N 2. P. 109.Данилов Н.А., Крылов Ю.С., Корпусов Г.В., Костикова Г.В., Барабанов И.Р., Безруков Л.Б., Корноухов В.Н., Новикова Г.Я., Янович Е.А., Нестерова Н.П., Каттадори К., ДиВакри А., Якшин В.В. Исследование экстракции индия карбоновыми кислотами с целью создания сцинтилляторов для детектирования солнечного нейтрино (для эксперимента по lens-спектроскопии низкоэнергетических нейтрино) // Радио-химия. 2005. Т. 47, № 5. С. 445–451.Igumenov I.K., Chumachenko Yu.V., Zemskov S.V. Tensometric study of volatile β-diketonates of metals. Problems of chemistry and application of β-diketonates of metals. Moscow: Nauka, 1982. 120 p.Арделье Ф., Барабанов И., Барьер Дж., Бейсел Ф., Берридж С., Безруков Л., Бернштейн А., Болтон Т., Боуден Н., Бак Ч., Багг Б., Бусениц Дж., Кабрера А., Кейден Э.А. Поиск угла смешения нейтрино 13° // Двойной выбор. 2006. Т. 14, N 3. С. 149.Danilov N.A., Krylov Yu.S., Korpusov G.V., Kostikova G.V., Barabanov I.R., Bezrukov L.B., Kornoukhov V.N., Novikova G.Ya., Yanovich E.A., Nesterova N.P., Cattadori K., DiVakri A., Yakshin V.V. Investigation of indium carboxylic acid extraction from the purpose of creating scintillators for detecting solar neutrinos (for the experiment on low-energy neutrino lens spectroscopy) // Radio Chemistry. 2005. Vol. 47, No. 5. Pp. 445–451.Данилов Н.А., Цивадзе А.Ю., Крылов Ю.С. Экстракционный способ получения индийсодержащих жидких органических сцинтилляторов для детектирования солнечных нейтрино для линзового эксперимента, нейтринной спектроскопии низких энергий // Радиохим. 2008. Т. 49, N 8. С. 248.Ardellier F., Barabanov I., Barriere J., Beißel F., Berridge S., Bezrukov L., Bernstein A., Bolton T., Bowden N., Buck Ch., Bugg B., Busenitz J., Cabrera A., Caden E.A. Search for the Neutrino Mixing Angle 13С // Double Chooz. 2006. V. 14, N 3. Р. 149.Йех М., Гарнов А., Хан Р.Л. Жидкий сцинтиллятор с гадолинием для высокоточных измерений осцилляций антинейтрино и угла смешения, θ13 // Ядерный анализ. Инстр. Meth. A. 2007. V. 578, N 4. С. 329.Danilov N.A., Tsivadze A.Yu., Krylov Yu.S. Extraction method for preparing indium-containing liquid organic scintillators for solar neutrino detection for LENS experiment, low-energy neutrino spectroscopy // Radiokhim. 2008. V. 49, N 8. Р. 248.Дин Ю., Чжан З., Лю Дж., Ван З., Чжоу П., Чжао Ю. Новый жидкий сцинтиллятор с гадолинием для детектирования нейтрино в реакторах // Ядерная физика. Инстр. Meth. A. 2008. V. 584. С. 238-243.Yeh M., Garnov A., Hahn R.L. Gadolinium-loaded liquid scintillator for high-precision measurements of antineutrino oscillations and the mixing angle, θ13 // Nucl. Instr. Meth. A. 2007. V. 578, N 4. Р. 329.Лауэр Р.С., Полуэктов Н.С. Микрообъемный хроматографический метод определения индивидуальных РЗЭ в их смеси // Заводская лаборатория. 1959. Т. 25, № 4. С. 391–396.Ding Y., Zhang Z., Liu J., Wang Z., Zhou P., Zhao Yu. A new gadolinium-loaded liquid scintillator for reactor neutrino detection // Nucl. Instr. Meth. A. 2008. V. 584. P. 238–243.Хаширова С.Ю. Гуанидинсодержащие полимеры и нанокомпозиты на их основе: автореф. дисс… д-ра хим. наук. Нальчик, 2009. 43 с.Lauer R.S., Poluektov N.S. Microvolume Chromatographic Method for Determining Individual Rare Earth Elements in Their Mixture // Zavodskaya Laboratoriya. 1959. Vol. 25, No. 4. Pp. 391–396.Ши Х., Чжуан К., Чжэн А., Чжан П., Вэй Д., Сюй Х., Ву Т. Стойкий антимикробный полимертилметакрилат, полученный химическим связыванием с poly (гидрохлоридом гексаметиленгуанидина) // Поли. Adv. Технология. 2012. Т. 32. С. 4678-4689.Khashirova S.Yu. Guanidine-containing polymers and nanocomposites based on them: Abstract of the thesis. Dr. of Chem. Nalchik, 2009. 43 p.Бимсон Г., Бриггс Д. Рентгенографические исследования органических полимеров с высоким разрешением // База данных Scienta ESCA300. Wiley Interscience. 1992. С. 725.Shi H., Zhuang Q., Zheng A., Zhan P., Wei D., Xu X., Wu T. Permanent anti-microbialpolyme-thylmethacrylate prepared by chemical bonding withpoly (hex methylene guanidine hydrochloride) // Polym. Adv. Technol. 2012. V. 32. P. 4678–4689.Курило И., Дюпре М., Кантель С., Дробек Х., Сюнериц С., Мельник О., Бухерруб Р., Коффинье Ю. Определение характеристик прикрепления пептидов к кремниевым нанопроводам с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии // The Analyst. 2017. Т. 6, № 3. С. 142.Beamson G., Briggs D. High Resolution XPS of Organic Polymers // The Scienta ESCA300 Database. Wiley Interscience. 1992. P. 725.Вагнер К.Д., Наумкин А.В., Краут-Васс А., Эллисон Дж.В., Пауэлл К.Дж., Рамбл Дж.Р. младший., NIST // Стандартная справочная база данных 20. Версия 3.4 (веб-версия) (http:/srdata.nist.gov/xps /) 2003.Kurylo I., Dupré M., Cantel S., Drobecq H., Szunerits S., Melnyk O., Boukherroub R., Coffinier Y. Characterization of peptide attachment on silicon nanowires by X-Ray photoelectron spectroscopy and mass spectrometry // The Analyst. 2017. V. 6, N 3. P. 142.Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений: справочные материалы. М., 2012. 592 с.Wagner C.D., Naumkin A.V., Kraut-Vass A., Allison J.W., Powell C.J., Rumble J.R.Jr., NIST // Standard Reference Database 20. Version 3.4 (web version) (http:/srdata.nist.gov/xps/) 2003.Tarasevich B.N. IR Spectra of the Main Classes of Organic Compounds: Reference Materials. Moscow, 2012. 592 p.Tarasevich B.N. IR Spectra of the Main Classes of Organic Compounds: Reference Materials. Moscow, 2012. 592 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.