خبرگزاری آریا - محققان چینی مادهای اسفنجمانند به نام PhosCage ساختهاند که در آزمایشهای انجامشده توانسته اورانیوم موجود در آب دریا را با بازدهی بالا جذب کند؛ فناوریای که میتواند مسیر تازهای برای دسترسی به ذخایر عظیم اورانیوم اقیانوسها ایجاد کند.
آب دریا حاوی مقادیر زیادی اورانیوم است و محققان چینی به تازگی راهکار جدیدی برای استخراج آن یافتهاند. تیمی از محققان چینی مادهای اسفنجمانند توسعه دادهاند که به گفته آنها میتواند اورانیوم را از آب دریا با سرعتی بیش از هشت برابر نرخ استخراج مورد نظر وزارت انرژی ایالات متحده(DOE) بازیابی کند.
این ماده که PhosCage نام دارد، از گروههای فسفات به عنوان تلههای شیمیایی برای جذب انتخابی اورانیوم از آب دریا استفاده میکند. این پژوهش میتواند مسیر دیگری برای دسترسی به مقدار عظیم اورانیوم محلول در اقیانوسهای جهان ارائه دهد، اگرچه موانع مهندسی و اقتصادی قابل توجهی قبل از اینکه این فناوری بتواند از نظر تجاری مقرون به صرفه شود، باقی مانده است.
غلظت کم با منبع بالقوه عظیم
تیمی از موسسه فناوری زیستانرژی و زیستفرآیند چینگدائو(Qingdao) وابسته به آکادمی علوم چین از بازیابی تا 50.4 میلیگرم اورانیوم در هر گرم جاذب از نمونههای طبیعی آب دریا خبر داد.
این مقدار با معیار 6 میلیگرم در هر گرم که توسط بهترین جاذبهای آمریکایی پس از قرار گرفتن طولانیمدت در معرض آب دریا در حدود سال 2016 به دست آمده است، مقایسه میشود و نتیجه آزمایشگاهی گزارش شده را بیش از هشت برابر بیشتر میکند.
محققان متعاقباً PhosCage را به دانههای میلیمتری تبدیل کردند و کار با این ماده و به کارگیری بالقوه آن در سیستمهای بزرگتر را آسانتر کردند. به گفته این تیم تحقیقاتی، این دانهها 22.55 میلیگرم اورانیوم در هر گرم را بازیابی کردند و تا هفت چرخه استفاده مجدد همچنان کاربردی باقی ماندند.
این رویکرد به یک مشکل دشوار مواد میپردازد. آب دریا تنها حدود 3.3 میلیگرم اورانیوم در هر تن آب دارد، به این معنی که برای بازیابی مقادیر قابل توجه، باید مقادیر عظیمی از آب دریا فرآوری شود.
اورانیوم همچنین باید از مخلوطی حاوی بسیاری از عناصر محلول دیگر جدا شود. به ویژه وانادیوم میتواند با همان مکانهای شیمیایی مورد استفاده برای جذب اورانیوم تعامل داشته باشد و استخراج انتخابی را دشوار کند.
در آزمایشهایی که شامل چندین فلز بودند، محققان دریافتند که ماده مبتنی بر دانه آنها ترجیح میدهد اورانیوم و وانادیوم را جذب کند. محققان دریافتند که ماده مبتنی بر دانه آنها اورانیوم را ترجیح میدهد.
اقیانوسها حاوی میلیاردها تن اورانیوم هستند
جذابیت اورانیوم آب دریا، اندازه خالص این منبع بالقوه است. منابع اورانیوم شناخته شده در خشکی حدود 7.9 میلیون تن تخمین زده میشود، در حالی که تخمین زده میشود اقیانوسهای جهان تقریباً 4.5 میلیارد تن اورانیوم داشته باشند. بخش زیادی از آن در طول دورههای زمینشناسی وارد اقیانوسها شده است، زیرا اورانیوم از سنگها جدا شده و به دریا منتقل شده است.
این برای کشورهایی که در حال گسترش انرژی هستهای هستند، میتواند یک منبع اضافی بالقوه عظیم سوخت هستهای باشد.
چین به طور ویژه به واردات اورانیوم وابسته است. طبق آمار انجمن جهانی هستهای که توسط روزنامه ساوث چاینا مورنینگ پست(SCMP) گزارش شده است، معادن چین در سال 2024 حدود 1600 تن اورانیوم تولید کردهاند، در حالی که نیاز رآکتورهای هستهای آن تقریباً 13 هزار تن مورد است.
ایالات متحده چند دهه را صرف بررسی این موضوع کرده است که آیا آب دریا میتواند به پر کردن این شکاف کمک کند یا خیر. محققان آزمایشگاه ملی اوکریج(Oak Ridge) و آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورثوست(Pacific Northwest)، الیاف جاذب اورانیوم را در آب دریای طبیعی از جمله آزمایشهایی در خلیج سکوئیم(Sequim) واشنگتن توسعه داده و آزمایش کردهاند. ایالات متحده در نهایت دریافت که این روش در مقایسه با استخراج زمینی متعارف، از نظر اقتصادی همچنان نامطلوب است.
گفتنی است که ماده جاذب PhosCage تاکنون فقط در شرایط آزمایشگاهی کنترلشده آزمایش شده است. محققان چینگدائو آب دریا را از سواحل چینگدائو جمعآوری و 25 لیتر از آن را از طریق یک سیستم جریان آزمایشگاهی پردازش کردند، نه اینکه مستقیماً این ماده را در اقیانوس قرار دهند.
استقرار در مقیاس وسیع در اقیانوس، چالشهایی را شامل جریانها، امواج، رسوب توسط موجودات دریایی، دوام مواد، بازیابی جاذب و هزینههای پردازش ایجاد میکند.
محققان همچنین تخمین هزینهای برای اورانیوم بازیابی شده در آزمایشهای خود ارائه نکردند. آنها میگویند گامهای بعدی آنها شامل افزایش مقیاس مواد و کاهش هزینه کلی استخراج اورانیوم از آب دریا است.