В Китае создали материал, способный притягивать и извлекать уран из океана

Материал, представляющий собой микроскопический мотор на основе металлоорганического каркаса, был создан исследователями Института соленых озер при Китайской академии наук. Он способен самостоятельно перемещаться в воде, захватывая ионы урана. Новая технология представляет собой губчатые частицы диаметром 2 микрометра, что намного тоньше человеческого волоса. Внутренняя химическая структура этих частиц изменена, с тем чтобы иметь стабильность в воде в течении долгого времени.

Губки являются адсорбентом и созданы по типу пористых плодов дерева ликвидамбар, молекулярная структура которых напоминает пчелиные соты. Этот пористый материал в сочетании с гидроксиламином способен захватывать ионы уранила (оксикатиона урана) и превращать их в соединение урана, пропуская через фильтр слабый электрический ток. Наноловушки захватывают только ионы урана, пропуская другие металлы.

Признано, что эта технология на 213% эффективнее других адсорбирующих материалов. Новая разработка китайских ученых «убивает сразу двух зайцев»: помогает в очистке океана от радиоактивных загрязнений и извлекает из воды ионы урана, необходимые для питания ядерных реакторов.

«Зарубежные исследователи и раньше изучали световые микромоторы, но мало кто использовал их для извлечения урана», — поделился в интервью Юнцюань Чжоу, ведущий научный сотрудник исследовательской группы.

В морской воде содержится около 4,5 млрд тонн урана, что в 1000 раз больше объема всех известных земных месторождений. Однако эта цифра только кажется внушительной. На самом деле это крайне мало, поскольку концентрация урана в воде — всего 3,3 микрограмма на литр (1 грамм в 300 тысячах литров), что делает добычу урана технически сложной и дорогостоящей. Новый микромотор-хищник призван решить эту проблему.

Результаты недавних экспериментов показали, что за три недели процесса можно извлечь 12,6 мг урана.

Отметим, Китай остро нуждается в атомной энергии. Помимо того, что страна занимает второе место в мире по количеству АЭС (59 единиц) после США, в настоящее время КНР наращивает свой атомный флот. На вооружении ВМФ страны находятся 32 атомные субмарины, и это количество будут увеличивать. Также к 2030 году китайские вооруженные силы намерены поставить в строй 6 авианосцев с атомной силовой установкой. Ядерное сырье приходится завозить из-за рубежа.

Теперь правительство КНР намерено существенно снизить зависимость. И хотя в приоритете использование новой технологии в оборонной промышленности Поднебесной, в перспективе применять ее будут и в других сферах, в том числе природоохранной. И не только в Китае.

Эффективность использования урана в выработке электроэнергии налицо. Так, например, для работы электростанции мощностью 1 млн кВт в течение года требуется 1,55 млн тонн нефти. В то время как урана для этих целей требуется всего лишь 21 тонна. Исследования по разработке технологии извлечения урана из морской воды методом адсорбции начали проводить японцы еще в 1990-х гг. Как отмечает японское издание News-Postseven, довести до конца эти исследования помешало разрушительное землетрясение в марте 2011 года и последующая авария на АЭС «Фукусима-1». Поэтому пальма первенства в этом деле оказалась у ученых из КНР. Они форсировали исследования в 2019 году и, как итог их деятельности, демонстрационную установку добычи урана в океане установят ориентировочно к 2035 году, а промышленное производство должно начаться к 2050-му.