يستخدم باحثون صينيون الشمع لإنشاء حبيبات هلامية تعتمد على الماء، يمكنها فصل اليورانيوم عن مياه البحر، وهو حل جديد لتشغيل محطات الطاقة النووية من المحيط.
أجرى علماء من معهد داليان للفيزياء الكيميائية (الصين) البحث المذكور أعلاه ونشروه في مجلة Advanced Functional Materials الشهر الماضي. وقالوا إن "عملية التحضير بأكملها بسيطة وسهلة التشغيل وفعالة من حيث التكلفة وسهلة التوسع".
محطة تيانوان للطاقة النووية في مقاطعة جيانغسو (الصين)
ويقدر العلماء أن احتياطيات اليورانيوم البرية المستخدمة كوقود في المفاعلات النووية لا يمكنها تلبية احتياجات الطاقة النووية إلا لمدة قرن من الزمان. ويمكن لاحتياطيات اليورانيوم الموجودة في المحيط أن تمد العالم بالطاقة لأكثر من ألف عام. ومع ذلك، فإن استخراج الأيونات من مياه البحر أمر صعب لأن محيطات الأرض تحتوي على تركيزات منخفضة للغاية من اليورانيوم، حيث يحتوي طن واحد من مياه البحر على 3.3 مليجرام فقط من اليورانيوم، فضلاً عن وجود العديد من الأيونات المختلطة في البيئة البحرية.
وعلاوة على ذلك، فإن إزالة الكربون من شبكة الطاقة العالمية أمر بالغ الأهمية لتحقيق أهداف خفض الانبعاثات. وإحدى الطرق لتحقيق ذلك هي زيادة استخدام الطاقة النووية. تبني الصين محطات طاقة نووية أكثر من أي دولة أخرى، لكن خام اليورانيوم الذي تنتجه رديء الجودة وتعتمد على الواردات.
ولمعالجة التحديات المذكورة أعلاه، أكد الباحثون: "إن استغلال موارد اليورانيوم غير التقليدية سيحقق فوائد هائلة لإنتاج الكهرباء المستدامة". وقال فريق البحث إن استخدام المواد عالية الامتصاص أصبح شائعًا بشكل متزايد في السنوات الأخيرة بسبب كفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وسهولة إنتاجها.
وبناء على ذلك، اكتشف فريق البحث أن مادة البولي أميدوكسيم - وهي مادة بوليمرية شديدة التفاعل مع المعادن - "أظهرت إمكانات استثنائية في التقاط اليورانيوم من مياه البحر الطبيعية". ولتحويل البولي أميدوكسيم إلى مادة مسامية وماصة، استخدم الفريق طريقة صب الشمع لإنشاء جزيئات هيدروجيل - وهو نوع من البوليمرات المحبة للماء.
يتم إذابة البولي أميدوكسيم في الماء، ثم يتم سكبه في شمع الشمعة المذابة ويتم الخلط جيدًا. بعد التبريد يتم إزالة الماء من الشمع المتصلب وتجميع الشمع المستخرج.
يتم طحن المواد المتبقية إلى جزيئات صغيرة، لتشكيل حبيبات هيدروجيل ذات "شكل مميز يشبه الجبن" بسبب المسام الكبيرة. قام الفريق بتغليف الخرز بحمض البولي أكريليك ألجينات - وهو بوليمر صناعي يتمتع بخواص امتصاص جيدة للماء - مكونًا كرات ماصة يبلغ قطرها حوالي 3 مم.
تتمتع الجسيمات الناتجة بقدرة امتصاص عالية وتفاعلية مادية وانتقائية جيدة لأيونات اليورانيوم. وأظهرت نتائج الاختبار "الإمكانات الكبيرة" لهذه الجزيئات في التقاط اليورانيوم من مياه البحر الطبيعية، وفقا للباحثين.
[إعلان رقم 2]
المصدر: https://thanhnien.vn/trung-quoc-nghien-cuu-phat-trien-ky-thuat-moi-de-chiet-xuat-uranium-tu-nuoc-bien-185241218112925349.htm
تعليق (0)