Van bőven urán az óceánokban, csak éppen egy bökkenő is akad vele

A világ óceánjai kolosszális mennyiségű uránt tartalmaznak – körülbelül 4,5 milliárd tonnát, ami ezerszerese az összes ismert szárazföldi lelőhely készleteinek. Az ipari kitermelés azonban még messze van: a tengervízben az urán koncentrációja mindössze 3,3 mikrogramm kilogrammonként. A legígéretesebbnek az elektrolízist tartják, de ez a módszer drága és energiaigényes.

Az urán megvan, de kinyerni drága 

A tudósok módszeresen keresik a költséghatékony kitermelési technológiát, amelyet a kínaiak most megtalálni véltek – számol be az orosz Roszatom. Májusban a Hunani Egyetem kutatócsoportja bemutatott egy továbbfejlesztett elektrokémiai technológiát, amelyben az uránt az anód és a katód is vonzza. A kísérletben az uránionok 100 százalékát 40 perc alatt gyűjtötték össze a sóoldatból, amelynek azonban a térfogatát nem közölték. Az elektrolízis 1000-szer kevesebb energiát igényelt, mint más elektrokémiai megközelítések. Egy kilogramm urán kinyerése körülbelül 83 dollárba került, míg a Lancsoui Egyetem kísérleteiben 360 dollárba. Az előrelépés mindenképpen egy technológiai áttörésre utal.

„Az, hogy az elektrolízis hatékonysága a többszörösére nő az energiafogyasztás ilyen jelentős csökkenésével, természetesen független ellenőrzést igényel” – jegyzi meg Alekszej Szafonov, az Orosz Tudományos Akadémia Frumkin Fizikai Kémiai és Elektrokémiai Intézetének vezető kutatója. A megközelítést érdekesnek nevezte, legalábbis első pillantásra. Egy másik nyilatkozó, Vitalij Kuznyecov, az oroszországi Mendelejev Vegyészeti Technológiai Egyetem professzora arra is rámutatott, hogy a kísérleteket és a költségbecslést is sóoldatokkal modellezték, nem pedig tengervízzel. Az oldatok urántartalma a kísérlet során 6000-szer nagyobb volt, mint a valódi óceánvízben. Szerinte ráadásul a tanulmány szerzői számos fizikai és kémiai hatást figyelmen kívül hagytak, amelyek elkerülhetetlenül felmerülnek a termelés során. Összességében úgy látja, hogy aligha lehet egyetérteni azzal az állítással, hogy a kínaiak által ígéretesnek mondott folyamat gazdaságilag vonzó.

Kína azonban készül a megvalósításra. A 2019-ben létrehozott Tengervízi Uránkitermelési Technológiai Innovációs Szövetség 2035-re megépítené a demonstrációs üzemet, 2050-ben pedig elindítaná az ipari termelést.

Ha nem az óceán, akkor a sós tavak

Az ilyen technológiák Oroszország számára is érdekesek lennének – mondja Alekszej Szafonov. – Az Altájban sós tavak vannak, amelyek urántartalma sokkal nagyobb, mint az óceánoké. A tóvíz magas lúgtartalma lehetővé teszi az urán természetes kioldódását a kőzetből. És elég sok ilyen tó van. A Távol-keleti Szövetségi Egyetemen fejlesztések folynak ezen a területen.

Vannak más megoldások is

• 2019-ben a kínai Lancsoui Egyetem kutatói találtak egy módszert az uránionok elválasztására más nehézfémektől, különösen a tengervízben található vanádiumtól (a vízben oldott uránionok kémiailag hasonlók a vanádiumionokhoz). A kutatók horganyalapú, ígéretes szerves fémvegyületek egyik csoportjának felhasználásával szivacsszerű anyagot fejlesztettek ki. Az anyag pórusának mérete ultraibolya és látható fény hatására megváltozik: a pórosuk éjszaka kitágulnak, lehetővé téve az urán- és vanádiumionok behatolását; nappal összeszűkülnek, kiszorítva a vanádiumionokat. Négy hét alatt a szivacs grammonként több mint 9 milligramm uránt vont ki az anyagból.
• 2021-ben a Kínai Tudományos Akadémia Egyetemének egy csapata egy új, a vérerek geometriájából inspirálódott, hierarchikus szerkezetű polimerrel szűrte a tengervizet. Négy hét alatt grammonként körülbelül 8,85 milligramm uránt gyűjtött össze.
• 2023-ban a kínai Csangcsuni Északkeleti Normál Egyetem egy speciális polimerrel – egy porózus aromás vázzal – bevont szénszálas anódot használt. Mikroszkopikus egyenetlenségeiben és mélyedéseiben gyenge elektromos áram hatására uránionok halmozódnak fel, és oldhatatlan vegyületekké alakulnak. A Sárga-tenger Bohai-öblében végzett, 24 napos teszt során grammonként 12,6 milligramm uránt nyertek ki az anyagból.