จีนวิจัยและพัฒนาเทคนิคใหม่ในการสกัดยูเรเนียมจากน้ำทะเล

นักวิจัยชาวจีนกำลังใช้ขี้ผึ้งในการสร้างเม็ดเจลที่ทำจากน้ำซึ่งสามารถแยกยูเรเนียมออกจากน้ำทะเล ซึ่งถือเป็นวิธีแก้ปัญหาใหม่ในการขับเคลื่อนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จากมหาสมุทร

นักวิทยาศาสตร์ จากสถาบันฟิสิกส์เคมีต้าเหลียน (ประเทศจีน) ได้ทำการวิจัยดังกล่าวและตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Functional Materials เมื่อเดือนที่แล้ว “กระบวนการเตรียมการทั้งหมดนั้นเรียบง่ายและดำเนินการได้ง่าย คุ้มต้นทุนและสามารถปรับขนาดได้ง่าย” พวกเขากล่าว

Trung Quốc nghiên cứu phát triển kỹ thuật mới để chiết xuất uranium từ nước biển- Ảnh 1. — โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เทียนวานในมณฑลเจียงซู (ประเทศจีน)

นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าแหล่งสำรองยูเรเนียมบนบกที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานนิวเคลียร์ได้เพียงศตวรรษเดียวเท่านั้น และปริมาณสำรองยูเรเนียมในมหาสมุทรสามารถให้พลังงานแก่โลก ได้มากกว่าหนึ่งพันปี อย่างไรก็ตาม การสกัดไอออนจากน้ำทะเลเป็นเรื่องยาก เนื่องจากมหาสมุทรของโลกมีความเข้มข้นของยูเรเนียมต่ำมาก โดยน้ำทะเล 1 ตันมียูเรเนียมเพียง 3.3 มิลลิกรัม และยังมีไอออนจำนวนมากผสมอยู่ในสิ่งแวดล้อมทางทะเลด้วย

นอกจากนี้ การลดคาร์บอนในระบบไฟฟ้าโลกยังมีความสำคัญต่อการบรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซอีกด้วย วิธีหนึ่งที่จะทำให้สิ่งนั้นเกิดขึ้นได้คือการเพิ่มการใช้พลังงานนิวเคลียร์ จีนกำลังสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์มากกว่าประเทศอื่นใด แต่แร่ยูเรเนียมของจีนมีคุณภาพต่ำและต้องพึ่งพาการนำเข้า

เพื่อรับมือกับความท้าทายดังกล่าว นักวิจัยกล่าวว่า "การใช้ประโยชน์จากทรัพยากรยูเรเนียมที่ไม่ธรรมดาจะก่อให้เกิดประโยชน์มหาศาลต่อการผลิตไฟฟ้าอย่างยั่งยืน" การใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติดูดซับได้สูงได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ต้นทุนต่ำ และผลิตได้ง่าย ทีมวิจัยกล่าว

ด้วยเหตุนี้ ทีมนักวิจัยจึงค้นพบว่า โพลีอะมิดอกซิม ซึ่งเป็นวัสดุโพลิเมอร์ที่มีปฏิกิริยากับโลหะได้ดี นั้นมี "ศักยภาพที่โดดเด่นในการจับยูเรเนียมจากน้ำทะเลธรรมชาติ" เพื่อเปลี่ยนโพลีอะมิดอกซิมให้เป็นวัสดุที่มีรูพรุนและดูดซับได้ ทีมงานได้ใช้วิธีการหล่อขี้ผึ้งเพื่อสร้างอนุภาคไฮโดรเจล ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ประเภทหนึ่งที่ชอบน้ำ

โพลีอะมิดอกซิมจะถูกละลายในน้ำ จากนั้นเทขี้ผึ้งเทียนที่ละลายแล้วลงไปแล้วผสมให้เข้ากัน หลังจากการทำความเย็นแล้ว น้ำจะถูกกำจัดออกจากขี้ผึ้งที่แข็งตัว และเก็บรวบรวมขี้ผึ้งที่ถูกสกัดออกมา

วัตถุดิบที่เหลือจะถูกบดให้เป็นอนุภาคเล็กๆ ทำให้เกิดเม็ดไฮโดรเจลที่มี "รูปร่างคล้ายชีสอย่างชัดเจน" เนื่องจากมีรูพรุนขนาดใหญ่ ทีมงานเคลือบลูกปัดด้วยกรดโพลีอะคริลิกอัลจิเนต ซึ่งเป็นโพลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติในการดูดซับน้ำได้ดี โดยสร้างทรงกลมที่ดูดซับได้ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3 มม.

อนุภาคที่ได้จะมีความสามารถในการดูดซับสูง มีปฏิกิริยากับวัสดุ และมีการคัดเลือกไอออนยูเรเนียมที่ดี ผลการทดสอบแสดงให้เห็นถึง “ศักยภาพที่สำคัญ” ของอนุภาคเหล่านี้ในการจับตัวยูเรเนียมจากน้ำทะเลธรรมชาติ ตามที่นักวิจัยได้กล่าวไว้

ที่มา: https://thanhnien.vn/trung-quoc-nghien-cuu-phat-trien-ky-thuat-moi-de-chiet-xuat-uranium-tu-nuoc-bien-185241218112925349.htm