科学家们合成了四种放射性元素——钍、铀、镎和钚的四氟化物粉末。这四种元素是锕系元素，一系列重元素和放射性元素。四氟化物粉末只是每个锕系元素具有四个氟原子的粉末。在这项新研究中，科学家们探测了这些粉末的磁场。这揭示了粉末的电子结构的显着变化，即使它们具有几乎相同的晶体结构。这些研究揭示了价电子在元素周期表的锕系行中从流动到局部行为的转变;也就是说，对于该行较轻元素的原子，外壳中的电子可以与邻居共享，而对于较重元素，电子被限制在原子中。

锕系元素是生产核燃料和其他能源技术的关键。因此，科学家需要准确描述这些元素的电子结构。这将有助于研究人员开发未来的核燃料、超导体和其他材料。这项研究提出了一种绘制锕系元素电子结构独特演变的新方法。未来的研究将寻求将实验观察与底层结构相关联的理论描述。

铀和钚等锕系元素在能源和国防技术中发挥着主导作用。然而，实现这些技术的全部潜力所需的科学进步在重元素分析中面临着复杂的理论问题。由于需要采取特殊措施来管理放射性危害，使用这些先进技术也面临实际困难。在这项研究中，研究人员合成了一系列放射性锕系四氟化物粉末。这些元素(钍、铀、镎和钚)连接元素周期表锕系的重端和轻端，并显示出与四氟化物形式相同的晶体结构。科学家随后探测锕系元素通过使用核磁共振 (NMR) 光谱绘制局部场来绘制四氟化物电子结构。光谱实验是在放射化学处理实验室放射核磁共振设施中进行的，该设施装有为分析放射性样品而定制的仪器，包括两台 NMR 光谱仪和一台宽带核四极杆共振光谱仪。这项工作可用于指导未来 f 块元素的电子相关性研究。