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放射性铀元素是核工业中的一种重要原料,也是许多国家梦寐以求的珍贵材料。最近,美国科学家取得了突破性进展,通过利用海洋、或漂浮在海洋中的化学物质即可无限量地获取铀原料,这无疑开启了全新的核燃料生产方式。
近日,美国研究人员使用特制的纱线来提取海水中含有的天然微量铀,并且成功获取了5克黄饼——一种用作核能发电燃料的粉状铀浓缩物。太平洋西北国家实验室(PNNL)的生物地球化学家Gary Gill表示,这是一个重要的里程碑,这种方法使海洋成为地球上最大的铀存储库,具有极高的商业吸引力。
美国能源部PNNL团队与超临界技术公司(LCW)的科学家合作进行这项研究。LCW的研究人员研制出一种特殊的丙烯酸纤维,通过吸附天然存在于海洋中的溶解铀,并从海水中提取出来,PNNL则评估和测试了这些材料捕获铀的能力。
研究人员对常规的廉价纱线进行了化学改性,将其转化为对铀有选择性的高效可重复使用的吸附剂。然后将纱线直接放入海水中,或者将海水泵入实验室,在给定足够时间的情况下,铀以化学吸附的方式被吸附于纱线上。多年来, 科学家们一直在努力优化这项技术,而事实证明这一技术的回报将会很大。这不仅仅因为用简单易行的铀提取方法代替了传统的铀挖掘,更重要的让美国获得了几乎无限的核原料供应。
虽然海水中铀的浓度很小很小,但是海洋占到了地表的71%,如果能够有效地提取这些痕量物质,对人类来说将是无止境的。研究人员估计海洋中至少储备有40亿吨铀,这是陆基矿石中已知量的500倍!鉴于吸附材料的制造成本低廉,将这一技术扩大规模后无疑成为陆基开采的有力竞争者。
目前,科学家仍有很多工作需要去完成,包括调查这种纤维可以提取的其他种类的化学物质种类。毋庸置疑的是,我们可能离大规模的能源革命更近了一步,推动这项技术的发展具有非常重要的意义。
参考文献:We Can Now Harvest Radioactive Uranium From The World's Oceans,Sciencealert,16 JUN 2018.mg
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