Med en kjemisk modifisert, men ellers ordinær fibertråd, har amerikanske forskere gjennomført et forsøk som indikerer at uranutvinning fra havet kan gjøres økonomisk lønnsom.
Det kan høres ut som noe fra en Olsenbanden-film. Først finner du fram et stykke fiber med akryl, noe som burde finnes i enhver jernvarehandel med respekt for seg selv. Deretter tar du fram en dunk hydroksylammoniumklorid. Og til slutt et kar fylt med havvann.
Dermed burde du kunne vise fram en solid business case for at det kan lønne seg å utvinne uran fra bølgen den blå, selv om konsentrasjonen er lav – omkring 3 ppb (parts per billion) – og den høye saltkonsentrasjonen vanskeliggjør utvinningsprosessen.
Slik er den grunnleggende oppskriften til forskere fra Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) under USAs energidirektorat, og den private bedriften LCW Supercritical Technologies.
«–Vi har rundet en betydelig milepæl», heter det fra forskeren Gary Gill ved PNNL i en pressemelding etter utvinningen av 5 gram yellowcake – konsentrert uran – med denne metoden.
- Les mer hos danske Ingeniøren: Elektrokjemisk triks kan gjøre uranutvinning fra havet lønnsomt
Leter etter alternative uranforekomster
PNNL og LCW Supercritical Technologies hevder etter syv års innsats å ha funnet den metoden som veldig godt indikerer at vi effektivt og lønnsomt kan komme til å utvinne uran fra havvann.
Partenes bestrebelser på å finne alternative forekomster av uran, er drevet av at sannsynligheten for at uranreservene på land risikerer å bli uttømte i dette århundret, eller er for vanskelige å utvinne uten at gruvedriften volder påfører miljøet store skader.
I den forbindelsen har havet i årevis vært interessant, siden det antas å befinne seg omkring 1000 ganger så mye uran der som i konvensjonelle uranholdige årer på land.
PNNL og LCW Supercritical Technologies utførte forsøket med akrylfiberen i et kar med uran oppløst i havvann. Akkurat som andre som har forsøkt å utvinne uran fra havvann, består utfordringen i å finne kjemiske molekyler (ligander), som kan fange uranyl-ioner i naturlig havvann i konkurranse med andre ioner av vanadium, jern, kobber, kalsium og magnesium, som finnes i høyere konsentrasjoner.
Stoffet som binder uranet kalles for en amidoksim, og problemet var å gjøre den billige fiberen god nok til å binde uranet.
Dessuten måtte forskerne være oppmerksom på adsorpsjon – den effekten som får luftarter og væsker til å sette seg på overflaten av faste stoffer. Adsorpsjon er ofte den mest effektive metoden for både oppkonsentrering av verdifulle stoffer og til fjerning av uønskede stoffer. For eksempel ved gjenvinning av organiske damper fra avgasser, avfarging av matoljer og filtrering i gassmasker.
I tilfellet med adsorpsjonen ved uranutvinningen, var bruken av karboksylat – et salt eller en ester av en karboksylsyre – også viktig. Det er et ion med en negativ ladning (en anion) og sammensetningen gjorde det mulig at den billige fiberen trakk til seg uranyl-ionene.
«For hver test la vi omkring 0,907 kilo fiber i en tank i omkring en måned, og pumpet havvann gjennom for å etterligne forholdene i åpent farvann. LCW utvant deretter uran fra oppløsningen, og fra de tre første innledende testene fikk vi tak i omkring fem gram. Det virker kanskje ikke som så mye, men det kan virkelig lønne seg til syvende og sist,» skriver forskeren Gary Gill ved PNNL i en pressemelding.
- Plastkuler fra Lillestrøm: Skal rense 200 millioner liter radioaktivt avfall i USA (TU Ekstra)
Andre metoder for å utvinne uran fra havet
PNNL og LCW Supercritical Technologies er forøvrig ikke de eneste med en lovende metode for å utvinne uran fra havvann på en lønnsom måte. I fjor viste forskere fra Stanford University en annen form for amidoksim som kan binde uran.
I stedet for å ha en fast spenningsforskjell og dermed et konstant elektrisk felt i vannet som sender alle positive ioner i vannet bort til den negative elektroden, bruker forskerne fra Stanford University en pulserende spenning, slik at det vekselvis er et elektrisk felt og ikke et elektrisk felt.
På den måten unngår man at uønskede positive ioner som Na+, Ca2+ og lignende tar opp plassen for uranyl ved ligandene, siden de sendes tilbake ut i vannet igjen i det tidsrommet når spenningen og det elektriske feltet er null.
I et testoppsett oppnådde Stanford-forskerne å utvinne 1932 mg uran per gram amidoksim. Denne metoden har dermed, akkurat som fibermetoden, potensial til å kunne videreutvikles til en økonomisk lønnsom prosess.
Men det stiller også krav om at man kan minske energiforbruket ved for eksempel å minske amplituden og varigheten av spenningspulsene som føres inn, men samtidig bevare den samme frekvensen – altså øke mellomrommet mellom spenningspulsene.
Artikkelen ble først publisert på Ing.dk
- USA mangler uran til sine kjernevåpen: Frykter tiden renner ut
