Важкий метал будуть вловлювати полімерними "губками"

Американські вчені запропонували цікавий спосіб видобутку урану з морської води. Вони пропонують робити це за допомогою спеціальних адсорбентів з полімерних матеріалів. За їхніми розрахунками, вартість урану, "виловленого" з океану таким методом, незабаром може стати нижче, ніж ціна "сухопутного". Так що "урановий голод" нашій планеті більше не загрожує.

Викопні і щодо легкодоступні запаси урану на нашій планеті стрімко виснажуються. На 2011 рік, за підрахунком вчених, цього моторошно шкідливого, але на жаль, абсолютно необхідного для прогресу людства елемента в земній корі є близько 2 мільйонів тонн. Але нехай вас не вражає ця цифра - світова атомна енергетика щороку споживає близько 65 тисяч тонн цього важкого елементу. Причому тільки 40 тисяч тонн добувається з порід, а решта поставляється з вторинних джерел - додаткового збагачення та утилізації застарілих боєголовок. Цей ресурс, звичайно ж, є значним, але теж не нескінченний.

Тому слідом за нафтовим і газовим "голодом" світ може спіткати дефіцит не менше неприємний - урановий, що лише посилить розгорається енергетична криза. Тому вчені різних країн шукають спосіб альтернативної видобутку даного елемента (адже синтезувати в промислових масштабах його, на жаль, не можна). Деякі дослідники сподіваються на космос - на їхню думку, уран буде першим елементом, видобуток якого згодом налагодять на інших планетах.

Інші ж фахівці радять для початку подивитися не на небо, а на землю - точніше, на воду. Відомо, що в океані перебувати приблизно 4,5 мільйона тонн цієї речовини - в два рази більше, ніж на суші. Однак його не так-то просто добути: в морській воді уран присутній в складі добре розчинних солей. Концентрація цього елементу там становить близько 3 мікрограмів на літр (це досить мало), тому наука досі не знайшла спосіб швидко і, головне, дешево отримати уран з вельми многокомпонентного і насиченого океанічного розчину.

Читайте також: Торієві АЕС підкорюють світ

Правда, ще в 2002 році вчені з Японії продемонстрували перспективний метод виділення урану з морської води. Вони робили це за допомогою спеціальних полімерних смуг, які занурювали в воду. Полімери, які відіграють роль адсорбентів, поступово набирали і утримували цей важкий елемент, після чого хіміки за допомогою каскаду реакцій витягували його з цієї "губки".

Побачивши це, атомні енергетики всього світу спочатку зраділи, але потім дуже і дуже засмутилися. Ні, сам спосіб був бездоганним, однак вартість такого видобутку урану виявилася втричі вище, ніж для звичайних методів. Тому від його використання відмовилися - однак ідею взяли на замітку. І ось недавно на конференції Американського хімічного товариства в Філадельфії група американських вчених представила оригінальний проект видобутку урану з морскойводи.

Дослідники повернулися до методу, придуманому їх японськими колегами, проте дещо модифікували його. Вони також використовували волокна спеціального поліетиленового матеріалу з величезною площею поверхні, які спочатку піддавали впливу радіації, а потім обробляли речовинами, що містять амідоксімовие групи (залишки органічних кислот, що містять NH-радикали). Амідоксіми вже давно були відомі як вельми ефективні "вловлювачі" урану. Отриману "губку", яку назвали HiCap, після цього можна було опускати в морську воду.

Сам же процес видобутку цінного важкого елементу, за поданнями вчених, повинен виглядати наступним чином: "губки" заплітається в 60-метрову "косу", которию вивозять в океан. "Коси" прикріплюють до дна, споруджуючи при цьому щось на кшталт лісу штучних водоростей. Далі він два місяці спокійно "росте", адсорбуючи уран - омиваючись водою, HiCap збирає іони урану і утримує їх на поверхні полімерних волокон. Коли потрібну кількість зібрано, "штучний ліс" виймають, привозять на берег і відправляють в лабораторію, де з "губок" за допомогою кислот витягають цінний "улов".

Згідно з представленими на конференції розрахунками, ефективність "уранової риболовлі" вельми висока - в результаті можна отримати два грами урану на кілограм пластику. Крім того, кожну "губку" можна використовувати повторно до шести разів - для цього потрібно лише відновити адсорбент за допомогою лугу. Правда, кожне повторне використання відбувається з 5-відсотковим падінням ефективності матеріалу. Однак, якщо в подальшому замінити деякі компоненти HiCap на ті, чия здатність до адсорбції урану ще вище, то "губки" можна буде використовувати до 15-ти разів з падінням ефективності на 1-2 відсотка після кожного застосування.

Нинішній варіант HiCap зробить вартість кожного кілограма урану дорівнює приблизно 1230 доларам США. Це, звичайно ж, дорого - десь в 10 разів дорожче, ніж при традиційних методах видобутку на суші. Однак, якщо модифікувати "губку", то ціна "морського" урану може впасти до 300 доларів за кілограм. При цьому потрібно також враховувати, що ціна на "сухопутний" уран з кожному роком все зростає. Так що в найближчому майбутньому видобуток цього елемента з моря стане цілком рентабельною.

Читайте також: Стічні води перетворяться в пальне

Отже, якщо дана методика буде прийнята на озброєння, скоро уран стане таким же дешевим матеріалом, як залізо (яке за часів Стародавньої Греції коштувало дорожче, ніж уран в наші дні). Це, звичайно ж, дуже радує енергетиків, але трохи насторожує ті відділи спецслужб, які займаються боротьбою з терористами. Адже при такій ціні на уран зробити ядерну боєголовку зможе кожен, хто хоч трошки знайомий з основами неорганічної хімії.

Читайте найцікавіше в рубриці " Наука і техніка "