Urán tengervízből

A nagymennyiségben kinyerhető urán készletek hozzáférésének esélye számottevően megnövekedett egy új technológiának köszönhetően, mely a nukleáris üzemanyagot a tengervízből nyeri.

4.5 billió tonnára tehető annak az uránkészletnek a nagysága mely a világ tengereiben és óceánjaiban oldott állapotban jelen van, igen alacsony, hozzávetőlegesen 3.3 ppb koncentrációban.

Ez időig az óceánokból az uránt olyan speciális szőnyegek segítségével nyertek, melyek szálaiba különleges elnyelő vegyületeket ágyaztak. Ezek a vegyületek kémiai reakcióba lépve az uránnal megkötötték azt. Miután pár hétig a tengerbe voltak merítve ezek a szőnyegek, gyenge savval átmosták őket, hogy kinyerjék a megkötött uránt, majd újra és újra hetekre a tengerbe merítették őket, hogy további uránt nyerjenek. Bár ezek a kísérletek igazolták az urán a tengerekből kinyerhető, a költségek meglehetésen magasak voltak, 260 dollár fontonként (1 font=0,46kg). Ez versenyképtelen a manapság üzemelő gazdaságos uránbányákkal, ahol a kinyerési költség 20 dollár/font, valamint a jövőbeni magasabb költségű, évszázadokra elegendő megkutatott készletekkel szemben is, ahol ugyanez a költség sehol nem haladja meg a 115 dollár/fontot. A tengerből való kinyerés kutatási tapasztalatait vitatták meg augusztusban az Amerikai Vegyészeti Társaság konferenciáján Philadelphiában, ahol két kutatócsoport is új száltechnológiákat mutatott be, melyek drámai módon megnövelik a tengeri uránkihozatalt.

Az Amerikai Egyesült Államok Energiaügyí Minisztériumhoz tartozó Oakridge-i laboratórium vezető kutatóinak és a Florida Hills vállalat együttműködésének köszönhetően egy merőben új elnyelő anyagot fejlesztettek ki. A szőnyegek úgynevezett HiCap szálakból állnak (ez a nagy kapacitás angol szavak összemosásából származik), melyek nagy fajlagos felülettel rendelkeznek. Ezeket besugározzák, majd olyan kémiai vegyületekkel reagáltatják, melyek affinitása az urán irányába igen magas. A tengerben töltött idő és az urán kinyerése utón a szőnyegeket káliumhidroxiddal kisavazzák az újra felhasználás és a kondicionálás érdekében.

Az Oak Ridge-iak szerint, a szálak ötször magasabb elnyelő kapacitással rendelkeznek, gyorsabban nyerik ki a vízből az uránt, és jobb szelekciós tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az eddig használtak. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a nagyobb fajlagos felületű szálak, nagyobb kapacitásúak is.

A másik kutatási eredmény, melyet a konferencián közzétettek, a kitinalapű szálak használatával kapcsolatos. A kitin, egy hosszúláncú biopolimer, amely a garnélarákok páncéljából (is) nyerhető. Az Alabamai Egyetem kutatói Robin Rogers vezetése alatt munkálkodnak egy nagy fajlagos felülettel rendelkező elnyelő anyag létrehozásán, mely a halászati iparból származó kitingyantákat alkalmazza. Roger reméli, hogy kutatásai tovább növelik a tengeri uránkihozatalt.

A konferencia végén összegezve az előadásokat megállapították, hogy az új technológiáknak köszönhetően az urán tengerből való kinyerésii költsége fontomként kb. 135 dollárra szorítható le. Bár ez a költség még nem versenyképes a jelenlegi bányászati technológiákhoz képest, még így is csak a megtermelt teljes nukleáris energiaköltség 5%-át teszi ki. Ebben az olvasatban a nagymennyiségű tengeri uránkihozatal, ha még magasabb költségen is, de biztosítja az urán alapú energiatermelés jövő évezredbeli életképességét. A készletek fogyásának ideje tovább tolható az elhasznált üzemanyag kazettákban tálalható urán reprocesszálásával, olyan továbbfejlesztett reaktorok alkalmazásival, melyek nukleáris hulladékot hasznosítanak, vagy olyan blokkok építésével, melyek hasadóanyagot állítanak elő üzem közben nem hasadó képes üzemanyagból.

(Összeállította: Schnepp Péter)

Forrás: Scientific American