海水中包含大量的鈾,科學家嚐試提取這些核燃料用於發電

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面對現實吧,核電不會很快退出人類視線。 國際原子能機構(IAEA)甚至預測,未來15年內核電總產量將增長68%。且不論核能是否是化石燃料的最佳替代品,核電使用的原料會帶來環境方面的問題。

核電廠用於發電的燃料是鈾,這是一種高放射性同位素。通過核裂變反應可產生大量熱能,然後加熱水產生水蒸汽,水蒸汽再推動汽輪機帶著發電機一起旋轉,產生電力。

全球約450個核電廠使用鈾作為發電燃料,每年消耗約6萬噸這種重金屬。鈾在自然界中分布廣泛,但主要的問題是,獲取鈾的方法是在地殼中炸開一個巨大的洞,然後從周圍的廢物中提取出來,這對環境汙染極大。

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為了避免這種情況,來自加利福尼亞州斯坦福大學的一組研究人員開始研究一個更好的解決方案。該研究小組本著尋求一種更環保的方法來獲取原料鈾,因此他們開發了一種直接從海洋中提取原料鈾的方法。這一發現已發表在《自然》(Nature)雜誌上。

事實上,雖然地球的海洋中含有大量的鈾,但問題是海水中含鈾濃度非常非常低。研究人員表示,雖然海水中鈾的濃度極低,相當於一粒鹽溶解在一升水里。但海洋如此巨大,如果我們能夠以高效的方式提取鈾,那麼鈾的供應將是無窮無盡的。

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當鈾與來自海洋的氧氣相接觸,就會形成鈾酰化合物。研究人員計劃通過偕胺肟來大量收集鈾,偕胺肟是一種能從水中吸收鈾酰的化合物。

偕胺圬基團包覆一對碳電極,對於鈾酰有很強的吸附性,然後再通過處理得到鈾。該小組利於這種方法,發現它們能夠在11小時內提取比以前多三倍的鈾酰,該方法有可能實現海水提鈾,用於發電。

核電的可行性

即使這項研究顯示鈾收集的可行性,但還有很多難題需要攻破,才能實行大規模的海水提鈾。不幸的是,目前比起海洋提鈾,陸地鈾的開采更容易且成本更低。

關於核能是否是化石燃料的最佳替代品的辯論依然存在。雖然該過程沒有碳產生,但將鈾轉化為電的過程中,會產生大量有害的核廢料,而且核廢料很難進行處理。

核事故也並不是聳人聽聞,我們絕不希望日本福島核泄漏事件重演。從無碳替代能源方面來看,如果能解決核汙染問題,那麼核能是一個很好的選擇。至少我們知道,讓我們遠離有害化石燃料的研究正在取得進展。

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