Estados Unidos, Japón y China están compitiendo para ser el primer país en hacer que la energía nuclear sea completamente renovable.
El obstáculo es lo que es económico para extraer el uranio del agua de mar, porque la cantidad de uranio en agua de mar es realmente inagotable.
por James Conca
Y parece que Estados Unidos está en la delantera. Nuevos avances tecnológicos de noroeste del Pacífico del Departamento de Energía (PNNL) y Oak Ridge (ORNL) laboratorios nacionales han hecho que la eliminación de uranio del agua de mar al alcance económico y la única pregunta es - cuando se va a la fuente de uranio para las plantas de energía nuclear cambiar de mineral extraído al agua de mar ¿extracción?
El combustible nuclear hecho con uranio extraído del agua de mar hace que la energía nuclear completamente renovable.
No es sólo que los 4 millones de toneladas de uranio en el agua de mar ahora alimentarían un millar de plantas de energía nuclear de 1.000 MW durante unos 100.000 años.
Es así de uranio extraído del agua de mar se repone continuamente, por lo que se convierte en nuclear tan infinitas como la solar, hidráulica y eólica.
Los investigadores de todo el mundo han estado trabajando frenéticamente para desarrollar una gran variedad de materiales y fibras capaces de extraer económicamente uranio del agua de mar.
Han tenido éxito, como se discutió en una conferencia dedicada al tema.
Los investigadores de todo el mundo han estado trabajando frenéticamente para desarrollar una gran variedad de materiales y fibras capaces de extraer económicamente uranio del agua de mar.
Han tenido éxito, como se discutió en una conferencia dedicada al tema.
Los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico expusieron esta fibra especial de uranio-sorción desarrollado en ORNL de Pseudomonas fluorescens y utilizaron la Fuente Avanzada de Fotones en el Laboratorio Nacional de Argonne para crear un microtomógrafo de rayos X 3-D para determinar la microestructura y los efectos de las interacciones con los organismos y agua de mar.
Cortesía de Pacific Northwest National Laboratory
En concreto, esta última tecnología se basa en el trabajo de los investigadores de Japón y utiliza fibras de polietileno recubiertos con amidoxima para tirar y el desenlace del dióxido de uranio del agua de mar
(véase la figura anterior).
En el agua de mar, amidoxima atrae y retiene el dióxido de uranio a la superficie de las trenzas de fibra, que puede ser del orden de 15 centímetros de diámetro y ejecutar varios metros de longitud, dependiendo de dónde se despliegan (figura siguiente).
Después de un mes más o menos en agua de mar, las longitudes se liberan de forma remota a la superficie y se recogen.
Un tratamiento ácido se recupera el uranio en forma de un complejo de uranilo, la regeneración de las fibras que se pueden reutilizar muchas veces.
El complejo de uranilo concentrado puede entonces ser enriquecido para convertirse en el combustible nuclear.
Este procedimiento, junto con el esfuerzo global, se describe en un informe especial en Industrial & Engineering Chemistry Research.
Los científicos del PNNL y ORNL llevaron más de la mitad de los 30 documentos en el número especial, que implica que sintetizan y caracterizan adsorbentes de uranio y las pruebas marinas de estos adsorbentes en las instalaciones, como Laboratorio de Ciencias del Mar del PNNL en Sequim, Washington.
Los científicos prevén el anclaje de cientos de longitudes de fibras T-extracción en el mar durante un mes o así hasta que se llenan de uranio.
A continuación, una señal inalámbrica liberaría a flotar a la superficie donde el uranio podría ser recuperado y reutilizado las fibras.
No importa en qué lugar del mundo, las fibras están flotando.
Fuente: Andy Sproles en ORNL
Gary Gill, director adjunto de la División de Ciencias de la costa del PNNL que coordinó las pruebas marinas, señaló:
"La comprensión de cómo los adsorbentes llevan a cabo en condiciones de agua de mar natural es fundamental para evaluar de forma fiable qué tan bien el uranio materiales adsorbentes trabajo." Además de las pruebas marinas, PNNL evaluó lo bien que el adsorbente atrajo uranio frente a otros elementos, la forma duradera era el adsorbente, cómo la acumulación de organismos marinos podría afectar el rendimiento, y que los materiales adsorbentes no son tóxicos.
Esta prueba marina muestra que estas nuevas fibras tenían la capacidad de sostener 6 gramos de uranio por kilogramo de adsorbente en sólo 50 días en agua de mar natural.
Un buen video de la extracción del agua de mar T se puede ver en la página web de la Universidad de Tennessee en Knoxville.
Y a finales de este mes, julio de 19 a 22, los expertos mundiales en la extracción de uranio del agua de mar se reunirán en la Universidad de Maryland-College Park de la Primera Conferencia Internacional sobre la recuperación del agua de mar de uranio.
Stephen Kung, en la Oficina de Energía Nuclear del Departamento de Energía, dice que "la búsqueda de alternativas a la extracción de mineral de uranio es un paso necesario en la planificación para el futuro de la energía nuclear."
Y estos avances por PNNL y ORNL han reducido el costo por un factor de cuatro en sólo cinco años. Pero todavía es más de $ 200 / lb de U3O8, el doble de lo que tiene que ser para reemplazar la minería de mineral de uranio.
Afortunadamente, el costo de uranio es un pequeño porcentaje de los gastos de combustible nuclear, que es en sí mismo un pequeño porcentaje del coste de la energía nuclear.
Durante los últimos veinte años, los precios al contado del uranio han variado entre $ 10 y $ 120 / lb de U3O8, principalmente de los cambios en la disponibilidad de armas de uranio para mezclar abajo para hacer el combustible del reactor.
Así como el costo de la extracción del agua de mar T cae por debajo de $ 100 / lb, se convertirá en una alternativa comercialmente viable para la extracción de mineral de uranio nuevo.
Pero incluso en $ 200 / lb de U3O8, no añade más que una pequeña fracción de un centavo por kWh al coste de la energía nuclear.
Sin embargo, la gran cosa acerca de cómo extraer el uranio del agua de mar es que hace que la energía nuclear completamente renovable.
El uranio se disuelve en el agua de mar en concentraciones muy bajas, sólo alrededor de 3 partes por mil millones (3 microgramos / litro o 0.00000045 onzas por galón).
Pero hay una gran cantidad de agua del océano - 300 millones de millas cúbicas o unos 350 millones de galones (350 billones de trillones de galones).
Así que hay alrededor de 4 millones de toneladas de uranio en el océano en un momento dado.
Sin embargo, las concentraciones de uranio del agua de mar son controlados por el estado de equilibrio, o pseudo-equilibrio, reacciones químicas entre el agua y las rocas de la Tierra, tanto en el mar como en tierra.
Y esas rocas contienen 100 billones de toneladas de uranio.
Así que cuando el uranio es extraído del agua de mar, más se lixivia a partir de rocas para reemplazarlo, a la misma concentración.
Es imposible para los seres humanos para extraer suficiente uranio durante los próximos mil millones de años para disminuir las concentraciones totales de agua de mar de uranio, aunque nuclear proporciona el 100% de nuestra energía y nuestra especie duró unos mil millones de años.
En otras palabras, el uranio en agua de mar es en realidad totalmente renovable.
Como renovables como la energía solar.
Sí, el uranio en la corteza terrestre es, estrictamente hablando, finito.
Pero también lo es el Sol, que con el tiempo se quemará.
Pero eso no va a comenzar a pasar por otros 5 mil millones de años.
Hasta el viento en la Tierra se detendrá en esa época que nuestra atmósfera se evapora durante la agonía iniciales del sol como una gigante roja.
Según el profesor Jason Donev de la Universidad de Calgary, "renovable significa literalmente 'para hacer nuevo otra vez'.
Cualquier recurso que, naturalmente, vuelve a llenar con el tiempo, al igual que la creación de viento o el crecimiento de organismos biológicos para la biomasa o los biocombustibles, es sin duda renovable.
La energía renovable significa que los seres humanos extraen energía de la naturaleza en general, reemplazará a sí mismo.
Y ahora uranio como combustible cumple esta definición ".
Así que por definición, la energía solar, eólica, hidráulica y nuclear son renovables.
Se trata de la sociedad vez reconocido esto y añadió nuclear a la cartera de energía renovable.
El Dr. James Conca es un geoquímico, un experto en energía, una autoridad en las bombas sucias, geólogo planetario y orador profesional.
Síguelo en Twitter @jimconca y ver su libro en Amazon.com
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