211service.com
Jauns materiāls parāda solījumu iegūt urānu no jūras ūdens
Jauns materiāls, iespējams, varētu tikt izmantots, lai efektīvāk iegūtu urānu no jūras ūdens, liecina jauni pētījumi.
Pasaules okeānos ir gandrīz tūkstoš reižu vairāk urāna nekā parastajās rezervēs, un pētnieki ir pavadījuši gadu desmitus, cenšoties izstrādāt efektīvu veidu, kā to iegūt. Eksperti saka, ka ir svarīgi izstrādāt šādu tehnoloģiju, jo tā varētu kalpot kā apdrošināšana gadījumam, ja urāna piegādes kodolreaktoriem kādreiz kļūtu ierobežotas.
Mūsdienās vismodernākajā sistēmā tiek izmantotas plastmasas šķiedras ar urānu saistošām ķīmiskām grupām, kas uzpotētas uz to virsmas. Tagad pētnieki, kuru vadīja Venbins Lins , Ķīmijas profesors Ziemeļkarolīnas Universitātē Chapel Hill, ir izstrādājis metāla organisko karkasu (MOF), lai savāktu parastos urānu saturošos jonus, kas izšķīdināti jūras ūdenī. Laboratorijas pārbaudēs materiāls bija vismaz četras reizes labāks nekā parastais plastmasas adsorbents, iegūstot potenciālo kodoldegvielu no mākslīgā jūras ūdens.
Metāla-organiskie karkasi tiek uzskatīti par ļoti perspektīviem noteiktiem tehnoloģiskiem lietojumiem, tostarp gāzes uzglabāšanai un ķīmiskai atdalīšanai. To struktūru var pielāgot dažādiem mērķiem. Tas ļauj tos padarīt ļoti porainus, radot ļoti lielus virsmas laukumus — par kārtu lielāku nekā ceolītiem, porainiem materiāliem, ko jau izmanto daudzos komerciālos adsorbentos. Un, tāpat kā organiskajiem polimēriem, metālu-organisko karkasu virsmas var tikt modificētas tā, lai tās saistītu ar noteiktām molekulām.
Viens no iemesliem, kādēļ ir sarežģīti efektīvi iegūt urānu saturošus jonus no jūras ūdens, ir tas, ka tie rodas ārkārtīgi zemā koncentrācijā – trīs daļas uz miljardu. Iedibinātā metode, kas ir demonstrēta diezgan plašā mērogā, ir saistīta ar liela daudzuma plastmasas adsorbenta nomešanu okeānā un atstājot to vairākas nedēļas pirms tā izņemšanas un urāna izņemšanas. Bet okeānā ir daudz citu jonu, kas var saistīties ar adsorbentu un bloķēt urāna piesaisti.
Vismodernākie materiāli, kurus var izmantot vairākas reizes, var uzņemt no trīs līdz četriem miligramiem urāna uz gramu plastmasas katru reizi, kad tie tiek izmantoti, teikts: Costas Tsouris , Oak Ridge National Laboratory pētnieks, kurš strādā pie šīs sistēmas.
Laboratorijā, nekonkurējot ar citiem joniem, Lina materiāls savāca vairāk nekā 200 miligramus urāna uz gramu adsorbenta. Lin saka, ka šī afinitāte pret urānu ir saistīta ar precīzo materiāla trīsdimensiju struktūras dizainu. Viņš saka, ka organiskās ķīmiskās grupas, kas satver urānu, ir sakārtotas metāla un organiskā karkasa porās, veidojot saistošas kabatas. Pētījums tika publicēts pagājušajā mēnesī Royal Chemical Society žurnālā Ķīmijas zinātne .
Tsouris rezultātus sauc par ļoti iepriecinošiem, taču brīdina, ka vēl ir jāredz, kā materiāls darbosies reālistiskākos apstākļos. Reālā jūras ūdenī, kur citi joni sacenšas par pievienošanos, materiāls, iespējams, nedarbosies tik labi kā laboratorijas demonstrācijā, saka. Ērihs Šneiders , kodolenerģijas un radiācijas inženierijas profesors Teksasas Universitātē Ostinā, kurš arī nebija iesaistīts jaunajā pētījumā.
Neskatoties uz to, jaunais materiāls ir ļoti daudzsološs, saka Šneiders, jo tas darbojās labāk nekā labākie pieejamie materiāli līdzīgos apstākļos.
Urāns, kas iegūts, izmantojot tradicionālo procesu, šodien maksās no USD 1000 līdz USD 2000 par kilogramu — aptuveni 10 līdz 20 reizes vairāk nekā pašreizējā tirgus cena, saka Šneiders. (Tomēr vēl 2007. gadā urāna cena pieauga līdz aptuveni 300 USD par kilogramu.) Jaunais process varētu ievērojami samazināt šīs izmaksas.
Lins domā, ka galu galā varētu būt iespējams izstrādāt metāla un organisko sistēmu, kas ir vismaz vairākas reizes labāka nekā mūsdienu sistēma. Viņš ir pārliecināts, ka viņa laboratorija var izmantot šo hibrīdu materiālu regulējamību, lai uzlabotu to afinitāti pret urānu saturošiem joniem un novērstu trūkumus, ko var atklāt turpmāka pārbaude.