Τη δυνατότητα ακόμα και σε χώρες χωρίς ορυχεία ουρανίου να χρησιμοποιούν πυρηνική ενέργεια σε ένα μέλλον με μειωμένη εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα ενδεχομένως να δώσει πρωτοποριακή μέθοδος εξαγωγής ουρανίου από το νερό της θάλασσας που ανέπτυξαν επιστήμονες του Stanford.
Ίχνη ουρανίου υπάρχουν στο θαλασσινό νερό, αλλά οι προσπάθειες εξαγωγής του με μεθόδους που είχαν χρησιμοποιηθεί μέχρι τώρα δεν απέδιδαν επαρκείς ποσότητες για να το καταστήσουν βιώσιμη πηγή για τις χώρες που δεν έχουν ορυχεία ουρανίου. Μια πρακτική μέθοδος εξαγωγής του που παράγει ικανές ποσότητες σε λιγότερο χρόνο θα μπορούσε να καταστήσει την πυρηνική ενέργεια βιώσιμη επιλογή για αυτές.
«Οι περιεκτικότητες είναι πολύ μικρές,της τάξης του ενός κόκκου αλατιού σε ένα λίτρο νερού» λέει ο Γι Κούι, επιστήμονας υλικών και ένας από τους συντελεστές του σχετικού paper στο Nature Energy. «Αλλά οι ωκεανοί είναι τόσο τεράστιοι που αν μπορούσαμε να εξάγουμε ποσότητες με οικονομικό τρόπο, τότε οι προμήθειές μας θα ήταν ανεξάντλητες».
«Χρειαζόμαστε την πυρηνική ενέργεια ως γέφυρα προς ένα μέλλον πέρα από τα ορυκτά καύσιμα» λέει ο καθηγητής Στίβεν Τσου, νομπελίστας φυσικός και άλλος ένας από τους συντελεστές της έρευνας. «Η εξαγωγή από το θαλασσινό νερό δίνει σε χώρες που δεν έχουν ουράνιο στο έδαφός τους την ασφάλεια που προκύπτει από την γνώση πως θα έχουν την πρώτη ύλη για να καλύψουν τις ενεργειακές ανάγκες τους».
Ο Τσου, πρώην υπουργός Ενέργειας των ΗΠΑ που είχε ενθαρρύνει την έρευνα πάνω στον τομέα πριν φύγει από το υπουργείο για να επιστρέψει στο Stanford, τονίζει πως στην πυρηνική ενέργεια αντιστοιχεί το 20% της ηλεκτρικής ενέργειας των ΗΠΑ και το 13% της ενέργειας όλου του κόσμου.
Ενώ ερευνητές δουλεύουν πάνω στη βελτίωση της ασφάλειας των αντιδραστήρων και την επίλυση των ζητημάτων διαχείρισης αποβλήτων, πιστεύει πως ένας πρακτικός τρόπος εξαγωγής ουρανίου από το θαλασσινό νερό απαιτείται για να μειώσει την ενεργειακή ανασφάλεια χωρών που βασίζονται στην πυρηνική ενέργεια, αλλά δεν έχουν ουράνιο εντός των συνόρων τους.
Η έρευνα του Stanford βασίζεται σε έρευνες ετών στη Ιαπωνία και την Κίνα, καθώς και στη δουλειά επιστημόνων του υπουργείου Ενέργειας στο Oak Ridge National Laboratory και το Pacific Northwest National Laboratory.
Οι επιστήμονες γνώριζαν από παλιά ότι το ουράνιο που είναι διαλυμένο στο νερό ενώνεται χημικά με το οξυγόνο και σχηματίζει ιόντα ουρανυλίου με θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Η εξαγωγή αυτών των ιόντων ουρανυλίου περιλαμβάνει τη χρήση πλαστικών ινών που περιέχουν τη χημική ένωση αμιδοξίμη στο θαλασσινό νερό. Τα ιόντα ουρανυλίου προσκολλώνται στην αμιδοξίμη και μετά το πλαστικό υφίσταται επεξεργασία για την απελευθέρωση του ουρανυλίου, το οποίο με τη σειρά του μετά υφίσταται περαιτέρω επεξεργασία για χρήση σε αντιδραστήρες- σαν το ορυκτό από ένα ορυχείο.
Το πόσο πρακτική είναι αυτή η μέθοδος εξαρτάται από τρεις παράγοντες: Το πόσο ουρανύλιο προσκολλάται στις ίνες, το πόσο γρήγορα αιχμαλωτίζονται τα ιόντα και το πόσες φορές μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ίνες. Οι ερευνητές του Stanford παρουσίασαν σημαντική βελτίωση και στους τρεις αυτούς παράγοντες, δημιουργώντας μια αγώγιμη υβριδική ίνα που περιέχει άνθρακα και αμιδοξίμη. Στέλνοντας ηλεκτρικούς παλμούς στην ίνα, μετέβαλαν τις ιδιότητές της, έτσι ώστε να συλλέγονται περισσότερα ιόντα ουρανυλίου.
Εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν πως οι υβριδικές ίνες «έπιαναν» εννιά φορές πιο πολύ ουρανύλιο από τις συμβατικές ίνες αμιδοξίμης- και αυτό μάλιστα χωρίς να έχει επέλθει ακόμα κορεσμός. Επίσης, η ηλεκτρισμένη ίνα έπιασε τρεις φορές πιο πολύ ουρανύλιο κατά τη διάρκεια μιας δοκιμής 11 ωρών με θαλασσινό νερό από το Half Moon Bay, σε απόσταση μίας περίπου ώρας από το Stanford, και είχε τρεις φορές τη χρήσιμη διάρκεια ζωής της κανονικής αμιδοξίμης.
«Έχουμε πολλή δουλειά ακόμα, αλλά αυτά είναι μεγάλα βήματα προς την πρακτική χρήση» ανέφερε ο Κούι, με τον Τσου να υπογραμμίζει πως η έρευνα στον κλάδο πρέπει να προχωρήσει παράλληλα με τις έρευνες στα θέματα της ασφάλειας αντιδραστήρων και διαχείρισης αποβλήτων.
«Για μεγάλο μέρος αυτού του αιώνα, μέρος του ηλεκτρισμού μας θα πρέπει να προέρχεται από πηγές που μπορούμε να ενεργοποιούμε και απενεργοποιούμε. Πιστεύω πως η πυρηνική ενέργεια θα έπρεπε να είναι μέρος αυτού του μίγματος, και η εξασφάλιση της πρόσβασης σε ουράνιο είναι μέρος της λύσης».
