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 ونشروه في مجلة " المواد الوظيفية المتقدمة" الشهر الماضي. وقالوا: "عملية التحضير بأكملها بسيطة وسهلة الاستخدام، واقتصادية، وسهلة التوسع".
محطة تيانوان للطاقة النووية في مقاطعة جيانغسو (الصين)
يُقدّر العلماء أن احتياطيات اليورانيوم الأرضية المُستخدمة كوقود في المفاعلات النووية لا تكفي لتلبية احتياجات العالم من الطاقة النووية إلا لقرن واحد. أما احتياطيات اليورانيوم المحيطية، فيمكنها أن تُغذي العالم لأكثر من ألف عام. ومع ذلك، يُعدّ استخراج الأيونات من مياه البحر أمرًا صعبًا نظرًا لانخفاض تركيزات اليورانيوم في محيطات الأرض، حيث يحتوي طن واحد من مياه البحر على 3.3 ملغ فقط من اليورانيوم، بالإضافة إلى وجود العديد من الأيونات المختلطة في البيئة البحرية.
يُعدّ إزالة الكربون من شبكة الطاقة العالمية أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق خفض الانبعاثات. ومن بين سُبُل تحقيق ذلك زيادة استخدام الطاقة النووية. تُشيّد الصين محطات طاقة نووية أكثر من أي دولة أخرى، إلا أن خام اليورانيوم لديها منخفض الجودة، وتعتمد على الاستيراد.
ولمعالجة هذه التحديات، يقول الباحثون: "إن استغلال مصادر اليورانيوم غير التقليدية سيكون ذا فائدة كبيرة لإنتاج الكهرباء المستدامة". ويشير الفريق إلى أن استخدام المواد عالية الامتصاص ازداد في السنوات الأخيرة نظرًا لكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وسهولة إنتاجها.
بناءً على ذلك، اكتشف فريق البحث أن البولي أميدوكسيم - وهو مادة بوليمرية شديدة التفاعل مع المعادن - "أظهر إمكانات استثنائية في استخلاص اليورانيوم من مياه البحر الطبيعية". ولتحويل البولي أميدوكسيم إلى مادة مسامية وماصة، استخدم فريق البحث طريقة صب الشمع لإنشاء جزيئات هيدروجيل - وهو نوع من البوليمرات المحبة للماء.
يُذاب البولي أميدوكسيم في الماء، ثم يُسكب في شمع الشمع المذاب ويُخلط جيدًا. بعد التبريد، يُزال الماء من الشمع المتجمد، ويُجمع الشمع المُستخرج.
طُحِنَت المادة المتبقية إلى جزيئات صغيرة، مُشكِّلةً حُبيبات هيدروجيل ذات شكل مميز يُشبه الجبن، وذلك بفضل مسامها الكبيرة. غطّى الفريق الحبيبات بألجينات بولي أكريليك، وهو بوليمر صناعي ذو خصائص امتصاص جيدة للماء، مُشكِّلاً بذلك كرات ماصة قطرها حوالي 3 مم.
أظهرت الجسيمات الناتجة قدرة امتصاص عالية، وتفاعلية مادية، وانتقائية جيدة لأيونات اليورانيوم. ووفقًا للباحثين، أظهرت النتائج التجريبية "إمكانات كبيرة" لهذه الجسيمات في التقاط اليورانيوم من مياه البحر الطبيعية.
[إعلان 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)