Экономически эффективный метод извлечения урана из морской воды обещает безграничную ядерную энергию.

Фото: LCW Supercritical Technologies

Энергетика
Шрифты

Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (PNNL) в сотрудничестве с LCW Supercritical Technologies сделала важный прорыв для ядерной промышленности, извлекая 5 г порошкообразного урана, называемого желтым пирогом, из обычной морской воды. Новый процесс использует недорогие, многоразовые акриловые волокна и может в один прекрасный день сделать ядерную энергию безграничной.

Наряду с солью литр морской воды также содержит сульфаты, магний, калий, бромиды, фториды, золото и уран. Их не так много - примерно 3 микрограмма на литр, но когда вы рассматриваете, насколько велик океан, то окажется, что здесь в 500 раз больше урана в море, чем может быть добыто на суше - а это 4 миллиарда тонн, или достаточно, чтобы запустить тысячу 1-гигаваттных ядерных реакторов на 100 000 лет.

Трудным является то, как вывести уран из воды. Один из подходов, разработанных Японским исследовательским институтом атомной энергии, использовал полимерные маты, которые вывели бы атомы урана из раствора. Но это было очень дорого, и более дешевый процесс, который включал легирующие полимеры с амидоксимом, а затем облучение их, был разработан в Национальной лаборатории Ок-Ридж, США.

Испытательная установка для добычи урана. Фото: PNNL.

Хотя это показало большую перспективу, PNNL и базирующаяся американском штате Айдахо LCW Supercritical Technologies, сделали еще один шаг, взяв обычную акриловую пряжу и превратив ее в урановый адсорбент. Точные детали процесса не были опубликованы, но PNNL говорит, что образец желтого пирога показывает, что технология не только работает, но и акрил может быть очищен и повторно использован.

Кроме того, этот метод может даже использовать отходы волокна для большей экономии затрат, и анализ показывает, что добыча из морской воды может быть конкурентоспособной с добычей из земных недр по текущим ценам.

Для испытания пряжу помещали в резервуары с морской водой, циркулирующей по нему. Когда вода текла, волокна пряжи экстрагировали уран химическим соединением его в молекулу. После обработки в результате получилось пять граммов оксида урана или желтого пирога.

Материал, предназначенный для сбора урана из морской воды в качестве альтернативы наземной добыче топлива для производства ядерной энергии, проверяется в Лаборатории морских наук PNNL. Фото: PNNL.

«Для каждого теста мы помещаем примерно 1 кг волокна в резервуар на примерно месяц и быстро прокачивали морскую воду, чтобы имитировать условия в открытом океане», - говорит Гари Гилл (Gary Gill), исследователь PNNL. «Затем в LCW Supercritical Technologies извлекли уран из адсорбента, и из этих первых трех тестов мы получили около пяти граммов - столько же, сколько весит монета в 5 центов. Это может показаться не очень внушительным, но это может действительно суммироваться».

Еще одна вещь, которую может добавить, заключается в том, что уран, растворенный в морской воде, находится в состоянии псевдопокоя. То есть, пока он остается в своем нынешнем состоянии, больше не будет поглощаться скалами, которые образуют морское дно. Если бы крупномасштабная добыча была реализована в течение тысяч лет, эта концентрация снизилась бы, и больше урана выбралось бы из камня. Это потенциально 100 триллионов тонн или достаточно, чтобы удовлетворить потребности в энергии Земли в течение следующий миллиард лет ... но к этому времени человечество, вероятно, переместится дальше в космос.

В дополнение к добыче урана PNNL говорит, что этот метод может также использоваться для очистки водных путей, загрязненных тяжелыми металлами. В то же время LCW Supercritical Technologies стремится лицензировать технику и изыскивать средства для проведения масштабных испытаний в теплых водах Мексиканского залива.

Видео ниже показывает недавний тест в ванне PNNL.

Источник: New Atlas / PNNL