核原料有望摆脱原始矿业开采科学家用全新吸

若要取得核原料铀,通常只有矿业开采这个途径,不仅会造成环境污染,对采矿工人与附近居民的健康更是长期的危害,现在美国橡树岭国家实验室团队带来暨环保又具成本效益的海水提炼法,研发铀亲和力高的聚合物吸附材料,或许能改变人们未来开采铀的方式。

没有铀矿就没有燃料棒,铀对核能发电的重要性不言而喻,然而铀在陆地的含量不多,开采又会造成环境污染,如果想从海水提炼下手,海水中铀的蕴含量仅每公升3微克,也就是说一公吨的海水只有0.克的铀,科学家如何从海水大量提炼呢?

目前海中取铀主要方法为过滤法,日本原子能研究开发机构开发出聚合物垫,美国西北太平洋国家实验室、LCW超临界技术公司组成的团队则是用丙烯酸酯滤网来吸附海水里的铀,美国橡树岭国家实验室也采用相同做法,先前开发出醯胺肟(音同希安沃,)聚合物吸附材料,阳光照射即可开始吸收铀离子。

不同技术有不同的优缺点,但整体来说它们距离商业化都还有一大段距离。就以醯胺肟聚合物来说,吸收率取决于聚合物的表面面积,但水中有太多的带正电离子,在聚合物膜吸收铀离子之前,可能会先吸收大量的钒离子、钠离子跟钾离子,反倒变成其他元素的提取技术。

再加上去除钒的过程也相当麻烦,所需的高浓度酸性溶液、废弃溶液回收都是成本,酸处理也会破坏聚合物膜纤维,使得科学家研发的醯胺肟聚合物膜无法回收再利用,着实浪费。

因此由ORNL、伯克利国家实验室、加州大学柏克莱分校和南佛罗里达大学组成的团队,决定打造具有铀离子吸引特性又好处理的聚合物吸附材料。

他们以微生物体内的铁载体为灵感,研制出铀亲和力高的官能基材料H2BHT。不仅能有效吸附铀离子,科学家还可以用较温和的碱性溶液进行加工,让科学家可以循环再利用H2BHT聚合物材料,成为另一种成本优势。

ORNL化学科学家兼论文共同作者IljaPopovs表示,理想状态下,等比例放大的H2BHT聚合物材料不会吸附非铀离子元素,就算吸收到其他离子,也很容易去除,而且材料也可以重复使用,能有效最大化铀离子吸附效率。

只不过该团队尚未公布新材料的吸收率或是能提取多少铀粉,仅表示会再进一步。改进方法,致力提高效率与朝商业化迈进。

目前新方法看不出会对环境造成什么危害,至少比矿业开发还要环保,假如成功迈向商业阶段,说不定可以改变人们获得铀的方式,虽然说一公吨的海水只有0.克的铀,但积少成多,海洋中铀元素总量是陆地的倍,40亿公吨的铀已经足够人们开发容量1GW的核分裂技术1,年。



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