За полвека исследователи во всем мире постарались добыть уран от океанов с ограниченным успехом. В 1990-х ученые Japan Atomic Energy Agency (JAEA) вели материалы, каковые держат уран, как он застревает либо адсорбированный на поверхности материала, загружённого в морскую воду.
В 2011 американское Министерство энергетики (DOE) начало программу, вовлекающую мультидисциплинарную команду от американских национальных лабораторий, университетов и научно-исследовательских университетов, дабы обратиться к фундаментальным проблемам экономичного извлечения урана от морской воды. В течение пяти лет эта команда развивала новые адсорбенты, каковые уменьшают цена извлечения урана от морской воды к трем – четырем разам.Дабы вести хронику этого и других удач, особый выпуск, сосредоточенный на «Уране в Морской воде», накапливает изучение, представленное интернациональными учеными в весну 2015 года ACS, видящуюся в Денвере.
Большие вклады случились от исследователей, поддержанных Топливной Программой Ресурсов Офиса САМКИ Ядерной энергии, кто координирует интернациональные упрочнения, вовлекающие исследователей в японию и Китай в соответствии с соглашениями с Агентством и китайской Академией наук по ядерной энергии японии. Программа САМКИ закладывает технологическую базу, дабы выяснить экономическую выполнимость восстановления урана по окончании морской воды. Это поддерживает исследователей в национальных лабораториях, университетах и научно-исследовательских университетах, сосредоточенных на тестировании и развитии нового поколения адсорбентов, каковые продемонстрируют более высокую адсорбирующую мощность, стремительнее связывая и понизят деградацию по многократным циклам применения в морской воде.«Для ядерной энергии остаться стабильным источником энергии, экономически жизнеспособный и надёжный источник ядерного горючего должен быть дешёвым», сообщил Филип Бритт, что снабжает технический и лидерство помощи для программы САМКИ. «Эта особая неприятность издания захватывает драматические удачи, каковые были сделаны исследователями во всем мире вынудить океаны соответствовать собственному большому обещанию для надёжного энергетического будущего».
Ученые из двух лабораторий САМКИ, Окриджской национальной лаборатории в Теннесси и Тихоокеанской Северо-западной Национальной лаборатории в Вашингтоне, привели больше чем половину этих 30 бумаг в особом выпуске. Вклады ORNL сконцентрировались на синтезировании и характеристике адсорбентов урана, в то время как работы PNNL фокусировались на морском тестировании адсорбентов, синтезируемых в университетах и национальных лабораториях.«Синтезирование материала, это выше при адсорбировании урана от морской воды, потребовало мультидисциплинарной, мультиустановленной команды включая химиков, вычислительных ученых, инженеров-химиков, экономистов и океанологов», сообщил Шэн Дай, у которого имеется технический контроль за ураном ORNL из программы морской воды. «Вычислительные изучения обеспечили познание химических групп, каковые выборочно связывают уран. Термодинамические изучения обеспечили познание химии урана и соответствующих химических разновидностей в морской воде.
Кинетические изучения раскрыли факторы, каковые руководят, как стремительный уран в морской воде связывает с адсорбентом. Познание адсорбирующих особенностей в лаборатории главное для нас, дабы развивать более экономичные адсорбенты и подготовить их, дабы захватить как возможно больше урана».Та работа в команде достигла высшей точки в создании шнурков волокон полиэтилена, содержащих химическую разновидность, названную amidoxime, что завлекает уран.
До сих пор тестирование было совершено в лаборатории с настоящей морской водой; но шнурки складные в океанах, где природа сделала бы смешивание, избежав расхода перекачки громадных количеств морской воды через волокна. По окончании нескольких недель уран загруженные окисью волокна собраны и подвергнуты кислому лечению, которое производит либо выделяет, uranyl ионы, восстанавливая адсорбент для повторного применения.
обогащение урана и Последующая обработка создают материал, дабы питать ядерные электростанции.Исследователи PNNL удостоверились в надежности адсорбенты, развитые в ORNL и других лабораториях, включая университеты, участвующие в Университетской Программе Ядерной энергии, применяя натуральную фильтрованную и нефильтрованную морскую воду из Секуима залив в Вашингтоне под контролируемой условиями и температурой скорости потока. Гэри Джилл, помощник директора Прибрежного Научного Подразделения PNNL, скоординировал три морских места тестирования – в Лаборатории Морских наук PNNL в Секуиме, Вашингтон, Древесное Отверстие Океанографическое Учреждение в Массачусетсе и Университет Майами во Флориде.«Познание, как адсорбенты выступают при естественных условиях морской воды, крайне важно для надежной оценки, как прекрасно работа материалов адсорбента урана», сообщил Джилл. «В дополнение к морскому тестированию мы оценили, как прекрасно адсорбент привлек уран против вторых элементов, адсорбирующей длительности, имело возможность ли бы наращивание морских организмов оказать влияние на адсорбирующую свойство, и мы показали, что большая часть адсорбирующих материалов не токсично.
PNNL кроме этого выполнил опыты, дабы оптимизировать выпуск урана от адсорбентов и адсорбирующего повторного применения, применяя растворы и кислоту для бикарбоната».Морское тестирование в PNNL продемонстрировало, что у адсорбирующего материала ORNL была возможность держать 5,2 граммов урана за килограмм адсорбента за 49 дней естественного действия морской воды – венчающий итог представленный в особом выпуске. Уран из программы Морской воды делает большие продвижения, создавая адсорбенты с еще более высокими мощностями к захвату урана.
Недавнее тестирование превысило 6 граммов урана за килограмм адсорбента по окончании 56 дней в натуральной морской воде – адсорбирующая свойство, которая на 15 процентов выше, чем результаты, выделенные в особом выпуске.Особый выпуск: http://pubs.acs.org/toc/iecred/55/15