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欧博亚洲注册(www.aLLbetgame.us):向大海要铀 上海科研人让海水提铀从“实验室”走向“海洋”

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分类:科技

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,2021-06-22 10:02 新民晚报

铀是核能事业生长的战略性原质料,而陆地铀的总储量仅够人类使用几十年,海水中赋存了约40亿吨铀,是陆地储量的近1000倍。向大海要铀,似乎大“铀”可为,可现实却是铀来不易。

图说:膜组件生产线及批量生产的膜组件 采访工具供图(下同)

好新闻是,国际欧亚科学院院士、中国科学院上海高等研究院绿色化学工程手艺研究与生长中央姜标研究员团队,通过创制功效型纳米膜,乐成开展了千克级海水提铀试验。这是我国首次基于功效纳米膜的最大规模海水提铀试验,将有用推进我国海水提铀从“实验室”走向“海洋”,为海水提铀的工程化应用提供主要的手艺支持。

向大海要铀 很难

碳达峰、碳中和靠山下,核电生长驶上了“快车道”。与此同时,铀的伟大缺口也露出了出来——铀年需求量将跨越万吨,而我国铀年产量仅千吨,对外依存度很高。

海水中含有厚实的铀资源,若能有用行使起来,足以保证核电的可连续生长。恒久以来,天下各国一直致力于寻找可大规模实行的海水提铀产业应用手艺。不外,我国迄今尚未确立海水提铀工厂。

向大海要铀,并不容易。只管海水中含铀总量伟大,但浓度却极低。据先容,铀在海水中主要是以三碳酸铀酰离子的结构存在,浓度仅为3.3微克/升。换算下来,1吨海水中只有3.3毫克铀。再者海水中其他杂质的含量既浓且杂,还可能要面临海上的极端天气,把这一微弱比例的铀从海水中“捞”出来,更是难上加难。用姜标的话来说,“这就像一滴眼泪滴到了西湖,要把这滴眼泪提取出来。”

纳米纤维功效膜 真棒

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据先容,天下各国对于海水提铀手艺的研发,重点都集中在以吸附质料为焦点的直接吸附提取方式的研究上。姜标团队基于静电纺丝手艺乐成制备了铀吸附速率快、吸附容量高、离子选择性好的纳米纤维功效膜,近十年间完成了从实验室膜片到工业膜组件的批量生产。

图说:南海海域公斤级海试试验

记者领会到,美国能源部橡树岭国家实验室生长了一种新型铀吸附剂,在海水中吸附能力为3.94克/千克,是此前报道过的最好的吸附质料。姜标团队研发的铀吸附剂,模拟溶液中的吸附能力是美国这一质料的8.8倍。“一根工业膜组件有用吸附面积相当于一个足球场,现实海洋环境理想状态下全生命周期可以提取近600克的铀。”他先容。

除了吸附性能好,这种纳米膜的离子选择性也不错。团队成员将其比成“撒网打鱼”。“纳米膜对铀离子的选择性稀奇高,对海水中其他的二十多种金属离子则不予理睬。”项目认真人之一、中科院上海研院副研究员李继香说。

令人兴奋的是,研究团队已建成年产8万平方米的功效纳米膜生产线。2018年首次在东海海域实行了海水提铀树模,获得了近20克的铀黄饼。2019年11月,在南海海域建设了纳米膜公斤级海水提铀试验平台以及配套洗脱平台,完成了100余支膜组件的投放试验。

千克走向吨级 有望

中国海水提铀手艺创新同盟在今年4月提出了我国海水提铀的“发展路径”:第一阶段(2021-2025年),实现海水中提取公斤级铀产物能力;第二阶段(2026-2035年),建成海水提铀吨级树模工程;第三阶段(2036-2050年),实现海水中提取铀产物延续生产能力。

记者获悉,眼下制约海水提铀生长的,是其远高于陆地采铀的成本。四年前,团队从海水提铀的成本约500美元/千克,现在可降到约150美元/千克,已经靠近国际上评价铀矿经济性的130美元/千克。

姜标先容,研究团队正团结中核团体旗下核电运行研究(上海)有限公司,完善海洋工程实行手艺。“我们还在不停提升吸附力,降低提取成本。信托再过五六年,有望与陆地采铀的成本持平,届时或到达‘吨级’水平。”姜标说。

新民晚报记者郜阳

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