استخراج اورانیوم از آب دریا با استفاده از موم شمع در روش نوآورانه
دانشمندان در چین در زمینه انرژی هسته‌ای به دستاوردی بزرگ دست یافته‌اند. آن‌ها روشی جدید برای استخراج اورانیوم از آب دریا با استفاده از یک عنصر غیرمنتظره، یعنی موم شمع، توسعه داده‌اند.
این نوآوری قابلیت دارد که صنعت انرژی هسته‌ای را با انتقال به منبعی تقریباً نامحدود از سوخت، متحول کند.
نیروگاه‌های هسته‌ای برای تولید برق به اورانیوم نیاز دارند. اما دانشمندان تخمین می‌زنند که ذخایر اورانیوم زمینی فعلی که معادل 7.6 میلیون تن است، تنها می‌توانند تقاضای انرژی هسته‌ای را به مدت حدود یک قرن تأمین کنند.
“استخراج اورانیوم از اقیانوس به عنوان یک راهکار امیدبخش برای تأمین مصرف سوخت هسته‌ای مطرح شده است،” یک مطالعه جدید پیشنهاد داد.
اقیانوس‌ها حاوی ذخایر عظیم اورانیوم هستند
اقیانوس‌ها تقریباً 4.5 میلیارد تن اورانیوم در خود دارند - این مقدار حدود 1,000 برابر بیشتر از چیزی است که در خشکی وجود دارد، طبق گزارشی از SCMP. این ذخیره عظیم می‌تواند انرژی جهان را برای بیش از یک هزاره فراهم کند و راه حلی پایدار برای تقاضای رو به رشد برای انرژی پاک ارائه دهد.
با این حال، استخراج اورانیوم از آب دریا چالشی بزرگ است. اورانیوم در اقیانوس با غلظت‌های بسیار پایین حضور دارد، که این امر جداسازی کارآمد آن را دشوار می‌سازد. تیمی از محققان در مؤسسه فیزیک شیمیایی دالیان در چین روشی جدید و مقرون به صرفه برای استخراج اورانیوم از آب دریا توسعه داده‌اند.
روش آن‌ها، که در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است، شامل ایجاد دانه‌های جاذب ویژه با استفاده از مواد به راحتی در دسترس، از جمله موم شمع، می‌شود. روش نوآورانه تیم شامل حل پلی‌امیدوکسیم، ماده‌ای با تمایل بالا به فلزات، در آب و سپس مخلوط کردن آن با موم شمع ذوب شده است.
“تا به امروز، جاذب‌های متخلخل ساخته شده با پلی‌امیدوکسیم (PAO)، به ویژه هیدروژل های ماکروپورس PAO، پتانسیل بسیار بالایی برای جذب اورانیوم از آب دریا طبیعی نشان داده‌اند،” محققان اظهار داشتند.
پس از خنک شدن و حذف موم، مواد باقی‌مانده به ذرات هیدروژل متخلخل تبدیل می‌شود که توصیف شده‌اند که «دارای شکل‌پذیری متمایز شبیه به پنیر است.»
این ذرات سپس در اسید آلژینات-پلی‌اکریلیک محصور شده و به صورت کره‌های بسیار جاذب به قطر حدود ۳ میلی‌متر درآمده‌اند. علاوه بر این، دانه‌ها «قابلیت استفاده مجدد خوبی با 31.2٪ کاهش در ظرفیت جذب اورانیوم پس از پنج دوره متوالی جذب-جداسازی نشان داده‌اند،» این مطالعه بیان کرد.
کارایی بالا در استخراج اورانیوم
محققان دانه‌های خود را در محیط‌های واقعی و شبیه‌سازی شده آب دریا با نتایج چشمگیری آزمایش کردند.
“ظرفیت جذب بالای 4.79 میلی‌گرم اورانیوم به ازای هر گرم از دانه‌ها از 10 لیتر آب دریای ساحلی در طول ۱۵ روز به دست آمد,” این مطالعه تأکید کرد.
این رقم در آب دریای شبیه‌سازی شده به 8.23 میلی‌گرم اورانیوم به ازای هر گرم از دانه‌ها افزایش یافت.
تیم همچنین دانه‌ها را در آب با اورانیوم افزوده شده آزمایش کرد. پس از ۱۰ روز، دانه‌ها کارایی استخراجی بین ۹۵.۹ تا 99.5 درصد نشان دادند.
در حالی که استخراج اورانیوم از آب دریا مدت‌ها به دلیل غلظت بسیار پایین آن چالش برانگیز بوده است, این روش جدید که از مواد جاذب بالا و یک وسیله خانگی معمولی استفاده می‌کند، می‌تواند آن را بلاخره به یک واقعیت عملی تبدیل کند.
“این نتایج به دست آمده به طور جامع پتانسیل قابل توجه دانه‌های ساخته شده را برای جذب اورانیوم از آب دریا طبیعی نشان می‌دهد,” محققان نتیجه گرفتند.
