Нова технология увеличава 40 пъти ефективността на извличането на уран от морска вода

За да развива ядрената си енергетика, Китай търси нови източници на уран. Страната внася многократно повече уран, отколкото произвежда сама: през 2024 г. вносът възлиза на 13 000 тона, докато местното производство е едва 1 700 тона. Затова китайските учени създават технологии за извличане на този елемент от морската вода, където запасите му са огромни – 4,5 млрд. тона. Новата им разработка дава възможност да се отделят уран и ванадий 40 пъти по-ефективно и да се постигне рекордно ниво на абсорбция на урана – 588 милиграма на грам материал. Китай планира към 2050 г. да започне търговски добив на този ресурс от морето.

Океанът съдържа огромно количество уран – около 4,5 милиарда тона, което е 1000 пъти повече, отколкото на сушата. Но добиването му е трудно. Всеки тон морска вода съдържа само 3 милиграма уран, освен това той е смесен с подобен елемент – ванадий, което прави изолирането на чистия уран технически трудно.

Изследователи от Центъра за съвременни изследвания на редки изотопи към университета в Ланджоу са разработили нова технология, която увеличава ефективността на разделяне на урана и ванадия 40 пъти и подобрява адсорбцията му.

Учените са използвали метало-органични конструкции (MOFs) – материали с гъвкава структура, разнообразни функции и по-голяма повърхност от конвенционалните адсорбенти. Но опитите за подобряване на MOFs доведоха до намаляване на повърхностната площ и по-ниска активност. За да се поправи това, към материала са добавени молекули дифенилетилен (DAE). Това позволява на конструкцията да променя размера си под въздействието на ултравиолетова светлина, без да губи свойствата си.

По време на експерименти с изкуствена и реална морска вода с различни метали материалът DAE-MOF се представя добре. Той е в състояние да абсорбира 588 милиграма уран на всеки грам материал и разделя урана и ванадия с коефициент 215. Тази ефективност е по-добра от всички известни материали за извличане на уран.