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Neues garnähnliches Material extrahiert Uran aus Meerwasser in Rekordmengen

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Mit dem Ende der Ära der fossilen Brennstoffe deuten neue Forschungsergebnisse der Forscher des Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) darauf hin, das Netz wieder mit Strom aus Kernbrennstoffen zu versorgen, die aus dem Ozean gewonnen werden.

In einer kürzlich durchgeführten Studie hat das Forscherteam erstellt fünf Gramm Yellowcake - eine pulverförmige Form von Uran zur Herstellung von Kernbrennstoffen.

"Dies ist ein bedeutender Meilenstein", sagte Gary Gill, ein Forscher bei PNNL, einem nationalen Labor des Energieministeriums. "Es zeigt, dass dieser Ansatz letztendlich kommerziell attraktiven Kernbrennstoff aus den Ozeanen liefern kann - der größten Uranquelle der Erde."

Neue Methode zur Gewinnung von Uran aus Meerwasser

Das neue Material, das teilweise von LCW Supercritical Technologies hergestellt wird, besteht aus Garn, das zu einer Acrylfaser verarbeitet wurde, die gelöstes Uran anzieht und auffängt, das natürlicherweise im Meerwasser vorkommt.

"Wir haben normales, kostengünstiges Garn chemisch modifiziert, um es in ein Adsorbens umzuwandeln, das für Uran selektiv, effizient und wiederverwendbar ist", sagte Chien Wai, Präsident von LCW Supercritical Technologies. "Die Fähigkeiten von PNNL bei der Bewertung und Prüfung des Materials waren von unschätzbarem Wert, um diese Technologie voranzutreiben."

Bei der Gewinnung des Urans aus dem Meerwasser wurde die Faser in eine Wanne getaucht, die ständig von großen Mengen Meerwasser aus Sequim Bay an der Westküste Washingtons gepumpt wurde.

"Für jeden Test haben wir ungefähr einen Monat lang ungefähr zwei Pfund der Faser in den Tank gegeben und das Meerwasser schnell durchgepumpt, um die Bedingungen im offenen Ozean nachzuahmen", sagte Gill. "LCW extrahierte dann das Uran aus dem Adsorbens und aus diesen ersten drei Tests erhielten wir ungefähr fünf Gramm - ungefähr das Gewicht eines Nickels. Es klingt vielleicht nicht nach viel, aber es kann sich wirklich summieren."

Laut Wai ist das uranabsorbierende Material relativ kostengünstig herzustellen. Beeindruckend ist, dass das Material auch wiederverwendbar ist.

Wirtschaftlichkeit

Fünf Gramm Yellowcake klingen dürftig, enthalten aber angereichertes Uran drei Millionen Mal Das Energieäquivalent von Öl oder Kohle, die geringe Menge an gesammeltem Material kann immer noch beeindruckende Mengen an Strom erzeugen.

Während Yellowcake an und für sich keine angereicherte Form von Uran ist, ist es Teil eines Zwischenschritts bei der Herstellung von Kernbrennstoffen.

Spuren von Uran sind im Meerwasser natürlich in geringen Konzentrationen von etwa vorhanden 3 Teile pro Milliarde oder ungefähr 3 Milligramm Uran pro Kubikmeter. Insgesamt wird geschätzt, dass die Ozeane etwa vier Milliarden Tonnen Uran im Meerwasser enthalten - 500 mal die Menge an Uran in landgestützten Erzen nach PNNL.

Forscher haben überlegt, den Uranreichtum seit dem Zweiten Weltkrieg aus den Ozeanen zu gewinnen. Da der landgestützte Nuklearabbau bereits in vollem Gange ist, lehnten die Wissenschaftler die Idee ab, sich auf die Erforschung der bereits bewährten Methoden des Uranabbaus zu konzentrieren.

Der Prozess der Gewinnung von Uran aus dem Ozean ist jedoch nicht mit den gleichen ökologischen Herausforderungen verbunden, denen sich Uranminen an Land gegenübersehen. Für den Abbau im Ozean muss das Land nicht gegraben oder zerstört werden. Vielmehr werden Streifen des absorbierenden Materials einfach entlang des Meeresbodens installiert. Der natürliche Wasserfluss reicht aus, um die Faser in Uran zu sättigen.

Die Technologie ist neu, aber die ersten Ergebnisse sind vielversprechend. Weitere Entwicklungen sind erforderlich, um die Produktionskosten zu senken und es der Welt schließlich zu ermöglichen, Kernbrennstoffe aus dem Ozean zu gewinnen und den Strombedarf der Menschheit zu decken.


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