استخراج اورانیوم از آب اقیانوس
طاهره مصطفویدر۱۴۰۳/۲/۱۸ (سیارک) : یک قدم به استخراج مستقیم سوخت هسته ای از اقیانوس نزدیک تر شده ایم.
این کار، بهتر از استخراج آن از زمین است.دانشمندان دریافته اند که استخراج اورانیوم از آب اقیانوس می تواند راهی مقرون به صرفه(از نظر اقتصادی) برای تأمین سوخت هسته ای باشد و این تکنیک می تواند راه را برای کشورهای ساحلی هموار کند تا به نیروی هسته ای دست یابند.
اخیراً، آژانس بین المللی انرژی اتمی، افزایش بیش از 68 درصدی تولید نیروی هسته ای را در طی 15 سال آینده، پیش بینی کرده است. یافتن یک منبع اورانیوم دوستدار طبیعت که عنصری با حداکثر مقدار نیروی هسته ای هم است می تواند به کاهش مصرف سوخت های فسیلی کمک کند.
محققینی از دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا راهی را یافته اند که کارآیی استخراج اورانیوم مایع از اقیانوس ها را افزایش می دهد و می تواند روزی به ملت های دارای سواحل مجاور اقیانوس ها کمک کند تا هیچگونه سوختی برای تولید انرژی هسته ای مصرف نکنند.
ایزوتوپ U 235 اورانیوم، عنصری رادیواکتیو است و گزینه ی مناسبی برای استفاده از انرژی هسته ای جهت تولید الکتریسیته می باشد.در حال حاضر، 450 کارخانه ی تولید نیروی هسته ای در 30 کشور قرار دارند که هر ساله بیش از 60000 تن ماده را مصرف می کنند.
بعنوان یک عنصر، اورانیوم به اندازه ی قلع، متداول است و در اکثر سنگ های تشکیل شده در میلیون ها سال قبل یافت می شود. اگرچه، دسترسی به مقدار کافی این عنصر برای جوشاندن آب، نیازمند یافتن قطعاتی از این عنصر است که در پوسته ی زمین تغلیظ شده باشند، حداقل اگر بخواهیم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.
برای قرن ها، بدون نهشته های عظیم اورانیوم، انرژی هسته ای نیازمند واردات سوخت از کشورهای با ذخایر قابل توجه مانند استرالیا، قزاقستان، کانادا و روسیه بود.
استخراج آن از سنگ ها می تواند اثر قابل توجهی بر روی محیط زیست داشته باشد، هم در نتیجه ی حفر یک سوراخ بزرگ و هم در طی فرآیند استخراج سوخت از مواد باطله ی اطراف آن.
بدین دلیل، یافتن منبع دیگری برای اورانیوم که خطر آسیب کمتری برای محیط زیست داشته باشد، و البته منبع نیرویی باشد که به میزان بیشتری دوستدار طبیعت است، امری ضروری است.
مشخص شد که اقیانوس حاوی مقادیر عظیمی از اورانیوم است که نیازمند حفاری نیست بلکه خبر بد این است که حتی برای بتوانید به مقدار اندکی از این عنصر دسترسی داشته باشید، نیازمند سطل های آب هستید.
محقق تیم، Yi Cui از دانشگاه استنفورد افزود: "غلظت ها، اندک هستند، مانند این است که یک دانه ی نمک در یک لیتر آب حل شده باشد". "اما اقیانوس ها، بسیار عظیم هستند البته اگر بتوانیم این مقادیر را بگونه ای مقرون به صرفه استخراج کنیم. این منبع، بی نهایت خواهد بود".
"بی نهایت، ممکن است کمی اغراقآمیز باشد اما 4.5 بیلیون تن اورانیوم مایع در آب های سیاره ی ما برای تولید حداقل چدین هزار ساله ی انرژی، کافی است، البته در شرایطی که مقادیر برداشته شده، در سنگ های مجاور دوباره ترمیم شوند. (سیارک)
آب های بسیار زیادی برای سرند کردن داریم در حدود 1.37 بیلیون کیلومتر مکعب، در حقیقت(چیزی بیشتر از 332 میلیون مایل مکعب) با تنها 3 قطعه اورانیوم به ازای هر بیلیون قطعه از آب دریا.
اما اورانیوم یک یون باردار را در آب دریا، در حین واکنش با اکسیژن تشکیل می دهد تا ترکیب اورانیل ایجاد شود، راهی بالقوه آسان برای استخراج انتخابی آن از محلول.
این فرآیند از ترکیبی استفاده می کند بنام amidoxime که برای بالا بردن تعداد ذرات اورانیل استفاده می شود در حالیکه از ورود سایر ذرات دارای بار مثبت جلوگیری می کند.
با پوشش دادن فیبرها در amidoxine، جارویی در جریان آب دریا صورت می پذیرد و زمانیکه حاوی لایه ای از ترکیبات اورانیوم است، بالا آورده می شود سپس، شستشوی جاروها در یک حمام شیمیایی برای حذف اورانیل و فرستادن آن برای تصفیه.یک چیز ممکن است رقابت در بازار و در جاییکه پیشنهادهای موجود در مقایسه با سایر پیشنهادها، ارزان تر هستند.اما در مطالعه ی جدید، محققین استنفورد چندین راه را برای بهبود فرآیند یافتند، آن را یک گام به اقتصادی شدن از نظر صنعت، نزدیک تر کرده اند.
افزودن amoxidone به جفت الکترودهای کربنی؛ محققین یک لایه ی دوگانه را ایجاد کرده اند که می تواند با پالس های متناوب الکتریسیته ی با ولتاژ کم، حداقل نه(9) دفعه به مقدار اورانیل موجود، ضربه وارد کرده و اجازه دهد که اورانیل، قبل از انباشته شدن، اشباع شود.
با استفاده از آب اقیانوس واقعی، تیم قادر بود سه برابر اورانیل بیشتر را در یک دوره ی 11 ساعته جمع آوری کند و بهبود را نه تنها در مقداری که می تواند در یک مرحله جاروکشی جمع شود، بلکه در نرخ(سرعت) جمع آوری نیز نشان دادند.
در آخر، آن ها نشان دادند که این تعدیل در فرآیند، عمر مفید پوشش amidoxine را سه برابر افزایش و هزینه را حتی بیشتر از این مقدار، کاهش داده است.
قبل از اینکه معدنکاری اورانیوم از آب اقیانوس بتواند با استخراج آن از زمین رقابت کند، اساس فناوری موجود، همچنان نیازمند تکمیل بیشتر هستند. گام بعدی، کاهش ولتاژ مورد نیاز برای تغذیه ی فرآیند است.
البته، همچنان سوال است که آیا انرژی هسته ای، مفید است یا خیر؛ در حالیکه همه می دانیم که یک جایگزین فاقد کربن برای سوخت های فسیلی است، نگرانی پیرامون خطر وقایع هسته ای، دسترسی به مواد هسته ای و نیاز به دفن ایمن و مسئولانه ی باقی مانده های سوختی، همچنان بالاست.
محقق، Stephen Chu گفت: "برای این قرن، بخشی از الکتریسیته ی مورد نیاز ما باید از منابعی که بتوانیم آن ها را روشن یا خاموش کنیم تأمین شود".
"باور دارم که نیروی هسته ای باید بخشی از آن منبع باشد، و دسترسی مطمئن به اورانیوم، بخشی از راه حل برای دستیابی به انرژی بدون کربن است".یک چیز قطعی است، انرژی هسته ای به این زودی ها از بین نمی رود، بنابراین یافتن راه های ارزان تر و با خطر کمتر برای تأمین سوخت می تواند چیزی خوبی باشد.
این پست را چگونه می‌بینید؟ برای شما مفید بود؟ لطفا با نوشتن کامنت در زیر ما را مطلع کنید. (سیارک)
ترجمه itrans.ir
نظرات
Ziarre 503۱۳۹۵/۱۲/۲۷In the coepticalmd world we live in, it's good to find simple solutions.
در ادامه بخوانید...
