Oak Ridge vyvíja vylepšený spôsob extrakcie uránu z morskej vody

Anonim

Oak Ridge vyvíja vylepšený spôsob extrakcie uránu z morskej vody

veda

David Szondy

23. augusta 2012

Disk vysoko obohateného uránu z komplexu národného bezpečnostného komplexu Y-12

Svetové odhadované zásoby uránu predstavujú iba 6 miliónov ton as rastúcim dopytom po spoľahlivých energiách bez emisií skleníkových plynov, ktoré vedú k budovaniu čoraz viac jadrových elektrární, táto dodávka nemusí trvať veľmi dlho. Niektoré odhady uvádzajú čas predtým, než urán prepadne medzi 50 a 200 rokmi. Oceány na svete však obsahujú 4, 5 miliárd ton uránu rozpusteného v morskej vode. To stačí na to, aby trvalo niečo v poriadku 6500 rokov. Zložitý kúsok to vyriešil, ale tím v Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, prišiel o krok bližšie k hospodárskemu extrakcii uránu z morskej vody s novým materiálom, ktorý je omnoho účinnejší ako predchádzajúce metódy.

Odvtedy, ako sa dozvedeli, koľko drahých kovov je rozpustených v morskej vode, vedci, inžinieri, vizionári a con meniali o spôsoboch, ako ich extrahovať. V dvadsiatych rokoch dvadsiateho storočia populárny vedecký redaktor Hugo Gernsback zdobil kryty svojich časopisov s fantazijnými plávajúcimi továrňami, ktoré vyťahovali obrovské listy zlata zo slaného hlbiny. Od šesťdesiatych rokov minulého storočia skúmali takmer tucet národov spôsoby, ako zrealizovať sen. Japonci boli obzvlášť úspešní v tom, že Japonský výskumný inštitút pre atómovú energiu v roku 2002 dosiahol určitý úspech pri extrakcii uránu použitím rohoží z tkaných polymérových vlákien, avšak za trikrát vyššiu cenu, než je cena kovu v danom čase. To je základný problém - môžete dostať kov von, ale stojí to viac, než to stojí.

Teraz tím v Oak Ridge pracuje na znížení týchto nákladov tým, že navrhne efektívnejšiu metódu extrakcie. Prístup tímu Oak Ridge je založený na ich skúmaní toho, ako sú plastové a chemické skupiny navzájom spojené. Z tohto dôvodu stanovili, že bolo možné zvýšiť charakteristiky extrakcie uránu u chemických skupín s amidoxímom, ktoré milujú urán, vo vysokoaktívnom opakovane použiteľnom adsorbente, ktoré kombinovali s polyetylénovými vláknami spoločnosti s vysokou povrchovou plochou na Floride. Tieto vlákna majú malý priemer s vysokými povrchovými plochami a rôznymi tvarmi. Prispôsobenie veľkosti a tvaru vlákien zvyšuje ich adsorpčnú kapacitu. Vlákna sú bombardované žiarením, ktoré reagujú s chemikáliami, ktoré majú vysokú afinitu k jednotlivým kovom. Výsledkom je malá uranová huba.

Použitie materiálu nazývaného Hicap je jednoducho záležitosť ponorenia sa do morskej vody. Keď sedí vo vode, materiál sa uchopí na uránové ióny a uloží ich na povrch svojich vlákien. Akonáhle sa adsorbuje dostatočné množstvo uránu, materiál sa odstráni a kov sa extrahuje kyselinou. "Ukázali sme, že naše adsorbenty dokážu získať sedemkrát rýchlejšie päť až sedemkrát viac uránu ako najlepšie adsorbenty na svete, " povedal Chris Janke, jeden z vynálezcov a člen Oak Ridge Oddelenie materiálov a technológie. HiCap je tiež opakovane použiteľný, pretože po extrakcii môže byť regenerovaný hydroxidom draselným.

Výsledky tímu Oak Ridge boli overené výskumnými pracovníkmi laboratória laboratórií morských vied v Severozápadnom národnom laboratóriu v Sequimu vo Washingtone a predstavili sa minulé stredajšie stretnutie Americkej chemickej spoločnosti vo Philadelphii. Materiál je ďaleko od výroby uránu ako obyčajného surového železa, ale dokazuje, že jeho extrakcia z oceánov už nemusí byť snom.

Zdroje: Národné laboratórium Oak Ridge, Pacifik severozápadné národné laboratórium

Disk vysoko obohateného uránu z komplexu národného bezpečnostného komplexu Y-12