Rester från kärnreaktorer innehåller grundämnet neptunium. För att säkert lagra avfallet, forskare behöver veta mer om hur man kontrollerar neptuniums kemi. Att känna till stabiliteten för olika oxidationstillstånd är centralt för kemisk kontroll. Oxidationstillståndet +3 är i allmänhet otillgängligt i vattenhaltiga (vattenbaserade) lösningar. Forskare utarbetade ett enkelt sätt att komma åt neptunium i +3 oxidationstillstånd. Med denna metod, teamet upptäckte nya neptunium-egenskaper. De fick också reda på hur neptuniums stabilitet i detta oxidationstillstånd jämför och kontrasterar med plutonium.

Neptuniummetall är knappt och svårt att få tag på. Således, det är svårt att analysera och fullt ut förstå, men forskare behöver veta mer eftersom denna metall bidrar till toxicitet för kärnavfall. Nu, forskare kan ha en allmänt tillgänglig väg till neptunium. Denna väg tillåter en betydande expansion av antalet neptuniummolekyler som kan syntetiseras och analyseras. Detta arbete med neptuniums beteende över hela spektrumet av dess tillgängliga oxidationstillstånd (som påverkar dess beteende) är sedan länge väntat.

Neptuniummetall är extremt ont om, begränsa dess användning som en ingångsväg till molekylärkemiska studier. I kontrast, vattenhaltiga sura stamlösningar av neptunium är tillgängliga genom upplösning av neptuniumoxid, som är kommersiellt tillgänglig. Genom att använda denna lösning, forskare tog fram en ny, lätt syntetisk väg för att utforska luftkänsliga, icke-vattenhaltig neptuniumkemi i +3 oxidationstillstånd. Specifikt, de har visat att ett tidigare utvecklat utgångsmaterial i +4-oxidationstillståndet kan reduceras till neptunium(III) för att ge ett strukturellt karakteriserat utgångsmaterial med känd molekylformel som kan isoleras (i motsats till nuvarande in situ-vägar för vilka utgångsmaterialets exakta natur är inte känd). Denna nya metod hjälper till att ge en allmänt tillgänglig ingångspunkt till neptunium(III)-kemin för alla godkända radiologiska laboratorium. Syntetisering av neptunium låter forskare belysa detaljer om reduktion-oxidationskemin, bindningsmotiv, och elektroniska strukturegenskaper. Tidiga studier med neptunium producerat via denna nya syntetiska väg noterar också några viktiga skillnader i reduktion-oxidationsstabilitet i tetrahydrofuran mellan neptunium och plutonium. I synnerhet, forskarna fann att medan neptunium(IV) är stabil i tetrahydrofuran, plutonium(IV) är inte och bildar ett blandat valent plutonium(III)/plutonium(IV)salt. Forskarna drar slutsatsen att detta arbete kan leda till samma nivå av framsteg som forskare såg tidigt år 2000 när de utvecklade en liknande prekursor för uran.