В морской воде содержится около трёх частей урана на миллиард. По оценкам специалистов в морях и океанах имеется не менее четырёх миллиардов тонн урана, что примерно в 500 раз превышает количество урана, которое находится в разведанных наземных месторождениях, добыча из которых экономически целесообразна.
К тому же добыча подземного урана, равно как и любая другая добыча ископаемых, создаёт массу экологических проблем, которые не возникают при извлечении растворённого урана из Мирового океана.
Исследователи из национальной лаборатории Министерства энергетики (PNNL), кстати единственной, у которой есть морской исследовательский центр, расположенный в приморском городе Секим в штате Вашингтон, занялись разработкой коммерческих выгодных методов извлечения привлекательного ядерного топлива прямо из океана.
Подпись к изображению: Эти первые граммы жёлтого уранового порошка были извлечены из морской воды с помощью модифицированного акрилового волокна
Для этого они связались с учёными из небольшой инновационной компании LCW, специализирующейся на источниках чистой энергии, со штаб-квартирой в Москве в штате Айдахо. LCW, благодаря поддержке PNNL через Управление ядерной энергии Министерства энергетики США разработала акриловое волокно, которое привлекает и удерживает растворённый уран, естественно присутствующий в морской воде.
Президент-основатель компании LCW Чиен Вай, бывший профессор Университета штата Айдахо, совместно с коллегой Хорн Бин Паном разработал новый метод адсорбирования урана на специфических лигандах, которые химически связаны с акриловым волокном. Результатом разработок явился полимерный адсорбент, который может быть помещён в достаточно агрессивную, с химической точки зрения, морскую среду, долговечный и многоразового использования.
По словам учёных, адсорбирующий материал дешевый в производстве. Фактически, для создания полимерного волокна может использоваться даже отработанная пряжа. Свойства адсорбента материала являются обратимыми, и захваченный уран легко высвобождается для переработки в желтоватый порошок урана. Экономический анализ технологии предполагает, что она может быть конкурентоспособной по сравнению с затратами на уран, производимый наземным способом.
На сегодняшний день исследователи PNNL провели три отдельных теста эффективности адсорбента, помещая около 900 граммов обработанного акрилового волокна в большие объёмы морской воды (сравнимые с объёмом большой гидромассажной ванны) из залива Sequim Bay рядом с лабораторией. Далее учёные имитировали в этом же резервуаре условия открытого океана и прокачивали морскую воду через адсорбент около месяца. В результате были получены первые 5 граммов жёлтого порошкообразного урана.
Теперь учёные собираются увеличить масштабы исследования и перенести их в Мексиканский залив, воды которого намного теплее. Ожидается, что в более тёплой воде процесс адсорбции может ускориться, а если разместить адсорбент в Персидском заливе, то процесс адсорбции может ускориться в три-пять раз, что может сделать добычу урана из морской воды ещё более экономически привлекательной.
Доктор Вай считает, что волокна, которые имеют сродство к тяжёлым металлам, могут быть использованы в один прекрасный день для очистки самых токсичных водных артерий. Он полагает, что разработанные волокна также имеют потенциал для извлечения ванадия, достаточно дорогого металла, используемого в крупногабаритных аккумуляторных батареях.