Более четырех миллиардов тонн урана, находящегося в океанах, могут помочь обеспечить энергией наши города на «ближайшие 10000 лет», согласно данным Департамента энергетики США.
Элемент может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций, правда его извлечение довольно затруднительно. Министерство энергетики финансирует проект с участием ученых из лабораторий и университетов по всей территории Соединенных Штатов, и за последние пять лет они добились успехов на пути к успешной добыче урана из океана с использованием специальных адсорбирующих волокон.
Люди пытались добывать уран из океана в течение 50 лет. Японские ученые в 1990-е годах были наиболее близки к цели с развитием адсорбирующих материалов или материалов, которые могут удерживать молекулы на своей поверхности. Основываясь на этих теориях, ученые из США работали над адсорбирующим материалом, который снижает затраты на добычу урана «в три-четыре раза».
Адсорбирующий материал изготовлен из «плетеных волокон полиэтилена», покрытие которых состоит из химической амидоксимы. Амидоксима притягивает диоксид урана, который прилипает к волокнам. Затем ученые используют кислотную обработку для получения урана, который собирают в виде ионов уранила. Ионы уранила обрабатываются, прежде чем они смогут стать топливом для атомных электростанций.
В проекте задействованы химики, морские ученые, инженеры-химики и экономисты, а результаты исследований были опубликованы в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research за апрель. В журнале также представлены исследования со стороны китайских и японских ученых.
Филипп Бритт (Phillip Britt), директор отдела химических наук в Национальной лаборатории Ок-Ридж, сказал: «Чтобы атомная энергетика оставалась устойчивым источником энергии, должен быть доступен экономически жизнеспособный и безопасный источник ядерного топлива. Это достижение отражает значительные успехи, которые были сделаны исследователями по всему миру, чтобы океаны смогли обеспечить нам безопасное энергетическое будущее».
«Хотя процесс по-прежнему неэффективный и дорогой, но поиск альтернативы добыче урановых руд является необходимым шагом в планировании будущего ядерной энергетики», говорит Стивен Кунг, представитель министерства энергетики атомной энергии, который не принимал участия в этом проекте. «Наземные источники урана, как ожидается, будут доступны от 100 до 200 лет. Нам необходимо найти более долгосрочную альтернативу».
Итак, в цифрах:
Концентрация урана в морской воде – 3.3 микрограмм на литр.
Общее количество урана, доступное в морской воде по всей Земле – 4 миллиарда тонн.
Масса урана, извлеченного на килограмм впитывающего материала – 6 грамм.
Время, необходимое для извлечения 6 граммов – 8 недель.
Количество уранового топлива, необходимого для работы АЭС мощностью 1-гигаватт в течение одного года – 27 000 килограмм.