Океаны могут стать неисчерпаемым источником топлива для ядерных электростанций

Благодаря новому адсорбирующему материалу, созданному учеными Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL )Министерства энергетики США, реакторы ядерных электростанций вскоре смогут использовать урановое топливо, добытое в глубинах океана. Этот материал, HiCap обладает всеми свойствами высокопроизводительного адсорбента многократного использования, благодаря высокой площади поверхности, обеспечиваемой специальными полиэтиленовыми волокнами, входящими в его состав.

Материал HiCap значительно выигрывает по всем показателям у лучших образцов современных адсорбирующих материалов, которые предназначены для «задержания» на своей поверхности молекул, атомов, ионов газообразных или твердых веществ.

Материал HiCap может успешно использоваться не только для сбора полезных элементов из воды, он так же эффективно справится с задачей очистки воды от токсичных веществ и соединений.

«Во время экспериментов мы продемонстрировали, что материал HiCap может извлечь из морской воды в пять-семь раз больше урана и сделает это в семь раз быстрее, чем лучшие адсорбенты в мире» – рассказывает Крис Джанке (Chris Janke), один из изобретателей материала HiCap.

Данное открытие стало тем, что сделало экономически целесообразными усилия по извлечению части от 4.5 миллиардов тонн урана, который находится в морской воде всех океанов мира.

Несмотря на то, что концентрация урана в морской воде составляет 3.2 части на миллион, его общий объем может обеспечить топливом все ядерные реакторы на много десятилетий вперед. Следует отметить, что ученые многих стран, особенно в Японии, пытались извлечь уран из морской воды, сохранив при этом разумный уровень стоимости конечного продукта. Но, с 1960-х годов и до последнего времени такие попытки остались только лишь безуспешными экспериментами.

Когда адсорбент HiCap помещается в поток морской воды, он быстро начинает ловить в свою ловушку атомы урана. Когда происходит насыщение адсорбента, его достают из воды и извлекают собранный металл, используя простой метод кислотного вымывания. После промывки адсорбент снова может быть использован практически без потери показателя адсорбционной способности.

Ключом к замечательным характеристикам материала HiCap являются волокна из специального вида полиэтилена, которые имеют высокую площадь своей поверхности.

В помощью специального технологического процесса на поверхность волокон наносится слой адсорбирующего материала. Варьируя диаметр и длину исходных волокон, можно получить различные показатели площади поверхности и адсорбционной способности, «настроенные» на максимальную эффективность поглощения определенного химического вещества или соединения.

Специалисты ORNL так же реализовали некоторые тонкости технологического процесса производства полиэтиленового волокна, в частности их обработку радиоактивным излучением, которые обеспечивают высокую производительность адсорбента и позволяют быстрое и неразрушающее извлечение собранного материала.