به گزارش افق امروز
به نقل از پایگاه اینترنتی شبکه «آر. تی» روسیه، پژوهشگران چینی مادهای به نام «PhosCage» تولید کردهاند که میتواند اورانیوم موجود در آب دریا را با کارایی بسیار بالا جذب کند. این پیشرفت ممکن است امنیت انرژی چین را تقویت کند، اما هنوز باید دید که آیا این فناوری میتواند از آزمایشگاه به اقیانوس منتقل شود؟ یا هزینه آن چقدر است و آیا میتوان آن را در مقیاس بزرگ به کار گرفت یا خیر.
روزنامه South China Morning Post چهارم سپتامبر با استناد به انتشارات پژوهشگران چینی، گزارش داد که این پژوهشگران ماده جدیدی را توسعه دادهاند که قادر به استخراج اورانیوم از آب دریا با عملکردی بسیار فراتر از هدف تعیین شده از سوی وزارت انرژی آمریکاست. این ماده به نام «PhosCage» این امکان را برای چین فراهم میکند تا در رقابت جهانی برای بهره برداری از ذخایر عظیم اورانیوم محلول در اقیانوس ها، پیشرفت قابل توجهی داشته باشد. این ماده توسط پژوهشگران چینی در آکادمی علوم چین در شهر چینگ دائو، توسعه یافته است و ساختاری مولکولی و متخلخل شبیه اسفنج در مقیاس میکروسکوپی دارد و گروههای فسفات در آن مانند تلههای شیمیایی عمل میکنند و هنگامی که با آب دریا تماس پیدا میکنند، ترجیحا اورانیوم محلول را جذب میکنند.
نتایج به دست آمده بسیار قابل توجه است. در آزمایش با آب دریا، PhosCage توانست تا ۵۰،۴ میلی گرم اورانیوم به ازای هر گرم جاذب (مادهای که قادر به حفظ مواد خاصی روی سطح خود است) استخراج کند؛ در حالی که هدف اعلام شده از سوی وزارت انرژی آمریکا شش میلی گرم بر گرم بوده است، یعنی عملکرد پژوهشگران چینی بیش از هشت برابر آن هدف است.
اما مادهای که در آزمایشگاه مؤثر است، باید بتواند در شرایط دنیای واقعی نیز قابل حمل و استفاده مجدد باشد. این پژوهشگران PhosCage را به دانههای کوچک میلی متری تبدیل کردند، شکلی که برای استفاده بالقوه در دریا مناسبتر است. در این شکل، این ماده ۲۲.۵۵ میلی گرم اورانیوم در هر گرم را جذب کرد و توانست برای هفت چرخه متوالی مورد استفاده قرار گیرد.
– منبعی عظیم، اما بسیار رقیق:
پتانسیل چنین فناوریای به ویژه برای چین قابل توجه است. این کشور در واقع اورانیوم بسیار بیشتری نسبت به تولید خود مصرف میکند.
به نوشته روزنامه «ساوت چاینا مورنینگ پست»، براساس آمار انجمن جهانی هستهای، معادن چین در سال ۲۰۲۴ حدود یک هزار و ۶۰۰ تن اورانیوم تولید کردهاند، در حالی که راکتورهای این کشور به حدود ۱۳۰۰۰ تن نیاز داشتهاند. چین بسیار بیشتر از تولید داخلی خود اورانیوم مصرف میکند؛ در سال ۲۰۲۴ حدود ۱۶۰۰ تن تولید داشته در حالی که نیاز رآکتورهای این کشور حدود ۱۳ هزار تن بوده است.
این شکاف، چین را به شدت به منابع خارجی وابسته میکند. بنابراین، استخراج اورانیوم از اقیانوسها میتواند در بلندمدت یک منبع جدید برای تأمین باشد.
مقادیر موجود از نظر تئوری بسیار زیاد است. منابع شناخته شده اورانیوم در خشکی حدود ۷،۹ میلیون تن است، در حالی که اقیانوسها حدود چهار و نیم میلیارد تن اورانیوم دارند. برآورد میشود که دریای مدیترانه به تنهایی حاوی حدود ۱۲ میلیون تن اورانیوم باشد، مقداری که به نوشته این روزنامه میتواند نیازهای جهانی را برای ۱۸۰ سال تأمین کند.
با این حال، این فراوانی گمراه کننده است: غلظت اورانیوم در آب دریا بسیار کم است: در هر تن آب دریا حدود ۳،۳ میلی گرم اورانیوم وجود دارد، بنابراین برای به دست آوردن مقدار قابل توجهی سوخت باید حجم بسیار بزرگی از آب فرآوری شود.
مشکل بعدی، وجود عناصر متعدد دیگر در آب دریاست؛ به ویژه وانادیوم که جداسازی اورانیوم را دشوار میکند؛ ماده مورد استفاده باید بتواند اورانیوم را بدون جذب گسترده سایر فلزات موجود در همان مکان، شناسایی و حفظ کند.
ماده PhosCage در آزمایشها ترجیح واضحی به اورانیوم نشان داده حتی در حضور وانادیوم.
– سابقه تحقیقات آمریکا:
آمریکا نیز مدت هاست که روی استخراج اورانیوم از آب دریا کار کرده و پژوهشگران آزمایشگاههای ملی «اوک ریج» و «پاسیفیک نورث وست» سالها در این زمینه فعالیت داشتهاند.
در سال ۲۰۱۶ جاذبهای آمریکایی حدود شش میلی گرم اورانیوم در هر گرم ماده را جذب کرده بودند، اما این فناوری همچنان گرانتر از استخراج از معادن زمینی بود. پس از سال ۲۰۱۸ برنامه آمریکاییها تا حد زیادی کاهش یافت.
به نظر میرسد کارهایی که در چینگ دائو انجام شده است، اکنون بر موانع فنی، به ویژه در زمینه ظرفیت جذب و انتخاب اورانیوم در برابر دیگر عناصر موجود در آب، غلبه کرده است.
– آزمون واقعی، همچنان اقیانوس است:
نتایج، امیدوارکننده است، اما هنوز به این معنی نیست که استخراج صنعتی اورانیوم دریایی به واقعیت تبدیل شده است.
این آزمایشها با گردش آب دریا از طریق یک سیستم آزمایشگاهی انجام شد. بنابراین، جاذبها هنوز به طور مستقیم در معرض شرایط بسیار پیچیدهتر اقیانوس آزاد قرار نگرفتهاند. با این حال، یک فناوری که برای کار در دریا طراحی شده است، باید عملکرد خود را در خارج از یک محیط کنترل شده حفظ کند.
یک مسئله دیگر نیز همچنان بدون پاسخ مانده است؛ یعنی هزینه اورانیوم استخراج شده با PhosCage هنوز ارزیابی نشده است و اگر مواد، استفاده از آن یا بازیافت آن بسیار گران باشد، ظرفیت بالای استخراج، به تنهایی آن فناوری را به لحاظ اقتصادی توجیه نمیکند.
بنابراین، گامهای بعدی تعیین کننده خواهد بود. تیم چینی در نظر دارد روی افزایش میزان تولید و کاهش هزینهها کار کند تا مشخص شود آیا این فناوری میتواند از مرحله آزمایشگاهی به کاربرد صنعتی در دریا برسد.