中國新核原料開採研究,海水取鈾量提高 20 倍

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 01 日 14:00 | 分類 材料、設備 , 核能 , 環境科學 Telegram share ! follow us in feedly


全球目前有 550 萬噸鈾庫存,另有 3,500 萬噸鈾尚待開採,其中澳洲是世界上已知鈾礦藏最高的地方,比率達 31%,不過鈾礦並非取之不盡用之不竭,於是科學家瞄準鈾濃度低、但蘊藏量巨大「海洋鈾礦」。

海洋鈾礦蘊含量約 45 億噸,是陸地礦量的 500 倍,但從海水取鈾的成本終究還是比露天開採、地下開採等傳統方式還貴。2018 年美國太平洋西北國家實驗室(PNNL)與超臨界技術協會(LCW)曾透過便宜且可重複使用的丙烯酸纖維(acrylic fiber),成功從普通海水裡提取出 5 公克的鈾粉(黃餅),但海水的鈾含量為十億分之三,很難降低整體成本。

中國科學院現在則改用新的聚合物薄膜,薄膜上有著許多直徑僅 300~500 奈米的小通道與分支,主要是模仿哺乳動物的微血管。團隊將材料浸泡在醯胺肟(音同希安沃,amidoxime)中,能有效與鈾離子結合,團隊也透過 X 射線光電子能譜學發現,新材料的鈾吸收量是過去的 20 倍。

除此之外,已經成功吸附鈾的材料能藉由鹽酸清洗,提取出 98% 鈾,並可以多次重復使用,有效降低成本與使用期限。

太平洋西北國家實驗室 Reid Peterson 表示,當我們談及海中取鈾技術,最大的挑戰在於鈾在海洋的濃度較低,難提升經濟效益,但新研究又帶來另一個機會,有望改善經濟效益;且地球 70.1% 為海洋,積少成多聚沙成塔,海洋中鈾元素總量是陸地的 500 倍,40 億公噸的鈾已足夠人們開發 1GW 核分裂技術 1,000 年。

(首圖來源:pixabay

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