Китайские ученые нашли способ, как добывать уран из морской воды

Китайские специалисты добились серьезного прорыва в разработке методов извлечения урана из морской воды. Этот успех может обеспечить топливом активно развивающуюся ядерную энергетику страны. Мировой океан содержит колоссальные запасы урана, оцениваемые в 4,5 миллиарда тонн, что многократно превышает все известные наземные месторождения. Основная сложность его добычи заключается в крайне низкой концентрации — всего около 3,3 миллиграмма на тонну воды, а также в присутствии ванадия, элемента со схожими химическими свойствами, что затрудняет их разделение.

Недавно научные группы из Китая представили два инновационных подхода, решающих эти ключевые проблемы. Как сообщает издание New Scientist, коллектив исследователей из Хунаньского университета под руководством профессора Шуанъинь Вана разработал новую электрохимическую установку. Ее уникальность заключается в использовании двух медных электродов, которые одновременно притягивают ионы урана, что позволяет за 40 минут извлечь практически весь уран из раствора, имитирующего по составу морскую воду.

Новая технология оказалась и значительно более выгодной с экономической точки зрения. Стоимость получения килограмма урана с ее помощью составляет 83 доллара, что в два раза дешевле существующих адсорбционных методов и почти вчетверо ниже затрат на предыдущие электрохимические системы. Кроме того, энергопотребление установки снижено в тысячу раз. Испытания, проведенные на реальных пробах воды из Южно-Китайского и Восточно-Китайского морей, подтвердили высокую эффективность системы и почти полное извлечение урана.

Одновременно с этим ученые из Ланьчжоуского университета успешно решили задачу отделения урана от ванадия. Они создали специальный материал на основе металл-органических каркасов, способный изменять размер своих пор под действием ультрафиолетового излучения. Такая особенность позволяет избирательно улавливать ионы урана, повышая точность разделения двух металлов в 40 раз по сравнению с ранее известными методами. Этот материал показал самую высокую селективность к урану среди всех когда-либо испытанных в природной морской воде.

Данные научные разработки имеют для Китая стратегическое значение. Страна является мировым лидером по темпам строительства атомных электростанций. Ожидается, что к 2040 году годовая потребность КНР в уране достигнет 40 тысяч тонн, в то время как собственная добыча покрывает лишь малую часть этого объема — около 1700 тонн. Для компенсации дефицита Китай вынужден импортировать уран в больших количествах, например, в 2024 году было закуплено 13 тысяч тонн.

Для централизации усилий в этой сфере в Китае был сформирован Альянс по инновациям в технологиях извлечения урана из морской воды. Перед ним поставлены конкретные цели: к 2025 году достичь уровня добычи в один килограмм, к 2035 году запустить демонстрационный объект мощностью в одну тонну, а к 2050 году перейти к непрерывному промышленному производству. Реализация этих планов позволит Китаю укрепить свою энергетическую безопасность и может существенно повлиять на мировой рынок ядерного топлива.