Akrylová vlákna upravená tak, aby na sebe dokázala vázat uran rozpuštěný v mořské vodě
Zdroj: SuperCritical Materials
Oceán jako obří důl na uran. SuperCritical chce těžit jaderné palivo z mořské vody
Co kdyby uranový důl nebyl na pevnině, ale v celém oceánu? Americká SuperCritical Materials chce získávat jaderné palivo přímo z mořské vody pomocí speciálního adsorbentu. V oceánech je podle odhadů 4,5 miliardy tun rozpuštěného uranu.
Redaktor
Na první pohled to zní jako těžba z jiného světa. Žádné doly, obří rypadla ani odstřelování horniny. Uran má být získáván přímo z oceánu. Do mořské vody se dostane speciální materiál, který na sebe dokáže navázat atomy uranu. Po určité době se vytáhne, uran se z něj získá a materiál se použije znovu.
Právě na takovém systému nyní pracuje americká společnost SuperCritical Materials společně s University of Michigan. O projektu informoval technologický server Interesting Engineering.
Funguje trochu jako chemická síť
Klíčovým prvkem jsou adsorpční vlákna. Nejde přitom o houbu, která by uran nasákla dovnitř. Uran se zachytává na povrchu materiálu díky chemickým skupinám, které k němu mají vysokou afinitu.
SuperCritical využívá technologii vyvinutou v rámci amerického ministerstva energetiky a Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Její základ tvoří akrylová vlákna upravená tak, aby na sebe dokázala vázat uran rozpuštěný v mořské vodě. Podle American Nuclear Society právě PNNL už v roce 2018 touto cestou získala z mořské vody první gramy koncentrátu uranu.
SuperCritical nyní drží exkluzivní licenci na výrobní technologii těchto adsorbentů a chce ji dostat z laboratorního prostředí k průmyslovému využití. Firma v tiskové zprávě sama popisuje princip jednoduše: nasadit, nechat adsorbovat, vytáhnout, zpracovat a znovu použít.
A právě poslední část je zásadní. Nejde už jen o to, jestli materiál dokáže uran zachytit. Výzkumníci potřebují zjistit, jestli s ním dokážou opakovaně manipulovat přímo v moři.
V oceánu je uranu na miliardy tun
Důvod, proč má podobná technologie vůbec smysl, je pozoruhodný. V oceánech se podle odhadů nachází přibližně 4,5 miliardy tun uranu. Problém je, že je extrémně rozředěný – koncentrace je přibližně 3,3 mikrogramu na litr mořské vody.
Právě nízká koncentrace dělá z oceánu obrovské, ale komplikované ložisko. Uran není potřeba hledat v konkrétním místě. Je rozptýlený prakticky po celém oceánu.
To mění samotnou představu o těžbě. Neexistuje tady důl, který by bylo nutné vykopat.
Největší problém je dostat vlákna do moře
A tady začíná ta skutečně zajímavá část projektu. Výzkumníci z University of Michigan mají řešit, jak adsorpční materiál zabalit, dostat do vody, vystavit jej mořskému prostředí a následně ho zase vytáhnout.
Nejde přitom o jednorázovou operaci. Aby technologie dávala ekonomický smysl, musí se celý cyklus opakovat znovu a znovu.
Výzkum povede mechanická inženýrka Maha Haji. První testy mají probíhat v laboratoři pro námořní hydrodynamiku University of Michigan. Tam vědci mohou simulovat podmínky, které budou na zařízení působit ještě předtím, než jej pošlou do skutečného oceánu.
Budou zkoušet například různé způsoby uspořádání vláken a konstrukce zařízení pro jejich nasazování a vytahování. Teprve následně mají přijít testy v reálném mořském prostředí.
Důl by tak mohl být celý oceán
SuperCritical už přitom uvažuje o mnohem větším měřítku. Nezávislá technická studie společnosti KBR letos posuzovala koncept systému, který by využíval zhruba 10 tisíc tun adsorbentu v opakovaných cyklech a zásoboval zpracovatelské zařízení. Studie podle firmy ukázala technickou cestu k průmyslovému měřítku, nikoli hotový komerční provoz.
A právě tady je potřeba držet očekávání při zemi. Těžba uranu z mořské vody není nová myšlenka a průmyslově zatím nefunguje. Spojené státy, Japonsko i Čína ji zkoumají už desítky let. Novinkou současného projektu je snaha vyřešit mechanickou a logistickou část – tedy jak z funkčního adsorbentu udělat systém, který bude v oceánu pracovat opakovaně a ve velkém.
Pokud se to podaří, bude mít jaderný průmysl k dispozici zdroj, který nepotřebuje klasické ložisko. Místo dolu někde na pevnině by bylo možné „sklízet“ palivo přímo z oceánu.
