美科学家核原料开采突破 成功从海水提取5公克铀粉

美国西北太平洋国家实验室（PNNL）与 LCW 超临界技术公司联手合作，使用低成本、可重复使用的丙烯酸纤维（acrylic fiber），成功从海水里提取出 5 公克铀粉（黄饼），有望成为未来核原料主要开采技术。

核技术日新月异，虽然现在不一定需要铀元素才能发展核能，但目前主流核电厂仍以铀做为燃料，只是陆地上铀含量不多，铀在海水蕴含量也相当稀少、每升仅有 3 微克铀元素，但也不能太灰心，地球 70.1% 为海洋，积少成多聚沙成塔，海洋中铀元素总量是陆地的 500 倍，40 亿公吨的铀已足够人们开发 1GW 核分裂技术 1,000 年。

但将铀从海水分离的方式有百百种，如何选出廉价又高效的方式为科学家一直以来的挑战，目前大多研究单位都采用过滤方式，像是日本原子能研究开发机构（JAEA）就曾打造可从液体中吸取铀的聚合物垫，美国橡树岭国家实验室（ORNL）也开发吸附材料酰胺肟（音同希安沃，amidoxime）聚合物，阳光照射即可开始过滤铀，但这些方式不是成本高就是萃取量不多。

而根据 PNNL 与 LCW 新过滤方式，团队使用丙烯酸酯滤网来吸附海水里的铀，并已获得初步成效。虽然尚未公布具体开发与萃取细节，但 PNNL 表示，丙烯酸酯滤网不仅可以成功运作，滤网还可以重复使用，甚至可用废弃纤维来节省成本，分析更指出该技术让海水开采可望与当前陆地开采相竞争。

LCW 总裁 Chien Wai 表示，团队将普通、廉价网纱进行化学改造，让网纱可选择性吸附铀，并达成高效与可重复性能，且该材料吸附性是可逆的，被捕获的铀可轻易发布并再加工成铀粉。

为测试丙烯酸酯滤网原型，团队将像香蕉似的网纱放入海水缸中，并模拟波浪循环，而随着海水流动，网纱纤维会将铀吸附到分子上以方便提取。PNNL 研究员 Gary Gill 表示，团队将大约 1 公斤的丙烯酸酯滤网放置水箱 1 个月，期间让海水不断流进滤网模拟波浪环境，之后再经由 LCW 提取铀元素，最后取得大约 5 公克的铀，虽然只有一点点，但只要积少成多，萃取量就能相当可观。

海洋中的铀含量也处于假均衡（pseudo-equilibrium）状态，海水铀蕴含量只要保持当前状态，就不会有更多铀从岩石渗出，反之亦然，假如人们开始大规模海水取铀，即使造成浓度下降，大自然也会快速弥补平衡态、会有更多铀从岩石渗出，可说是拥有 100 万亿公吨的铀开采潜力。

PNNL 也指出，该技术还可用于过滤海洋重金属，未来也利用该技术让钒陆地开采改成海水开采，进一步降低钒电池成本。

（本文由 EnergyTrend 授权转载；图片来源：PNNL）

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