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世界上第一个因为频繁地震而开发海水提取铀的国家是?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-05-30 09:28   点击:136  编辑:admin   手机版

一、世界上第一个因为频繁地震而开发海水提取铀的国家是?

海水提铀(extraction of uranium from sea water),是指从海水中提取原子能工业铀原料的技术。随着原子能事业的飞速发展及对核燃料铀的需求与日俱增,世界上许多缺乏铀的国家如日本、英国和德国都设法从海水提铀。

二、海水提铀的方法有哪些?

海水提铀较著名的有泵柱式、海流式和潮汐湖式。

泵柱式是把吸附剂装入吸附柱中,用水泵把海水连续不断地通入吸附柱,以使吸附剂与海水接触。这种方法适于在实验室或试验工厂使用,其主要缺点是因海水流动阻力大,致使耗能大。

海流式是把装有吸附剂的吸附床放在有海流的地方,借助海流自然流经吸附床而使吸附剂与海水接触。这种方法需要把装置放在离岸较远的海流流速大的海域,还要考虑防灾技术,因而投资昂贵。

潮汐湖式是把载有吸附剂的吸附床置于有潮汐涨落的上湖和下湖之间,在涨潮时把上湖水门打开让海水流进,当海水由上湖经吸附床流向下湖时,吸附剂与海水接触吸附铀,落潮时下湖水门打开,使接触过吸附剂的海水流走。这种方案由于问题较多,至今还没进行实验。

我国的海水提铀技术研究与开发始于1967年,至70年代末,对铀吸附剂进行了大量筛选研究工作。采用钛型吸附剂,每克可从海水中稳定地吸附铀650μg;采用有机离子交换树脂可稳定地吸附1000μg以上。已从海水中提取了数千克铀化合物,在提铀设备及研究方法上达到世界先进水平,其吸附剂的吸铀率已超过英国。目前,海水提铀研究与开发工作仍处于实验室内的试验阶段,要达到工业化生产水平,还必须解决吸附剂工业化基本参数的测定、总体工程和吸附工程设计,以及整个工程自动控制等技术问题。

三、在海水中要怎样提取铀?

世界上研究和开发海水提铀技术最早的国家是英国,第二次世界大战结束后不久,英国就从事这项工作,先后提出了用离子交换树脂及吸附法从海水中提铀方案,这些都是在实验室内进行的研究。日本在1984年建成了年产10kg铀的海水提铀模拟厂,这是世界上第1个海水提铀工厂。目前,美国、德国、法国等20多个国家,都相继进行海水提铀研究开发工作,提取方法主要有起泡分离法、生物富集法、吸附法。

起泡分离法是将起泡剂加入海水中,再用动力鼓气使海水起泡,起泡的物质与铀发生化学作用,海水中的铀就聚集在气泡上,于是把铀从海水中提取出来了。这种方法铀的提取率达80%~90%,是近几年新发展的方法,目前只限于实验室内使用,而在工程上很难实现。

生物富集法是把经过筛选和专门培养的海藻放在海水中进行富集铀的方法。在海洋中有些藻类富集铀的能力很强,集铀的浓度比海水高1万倍,其含量达150mg/L,接近或超过陆上低品位铀矿的含铀量。日本研究出一种小球藻,其自然繁殖快、富集铀量大、提取成本低,很有发展前途,在工程上是可以实现的。目前,德国也正在筹建中试生产工厂。

吸附法是最有希望的一种方法,吸铀量较高。迄今,已研制出百种吸附剂,经常采用的有水合氧化钛、碱式碳酸锌、方铝矿石、离子交换树脂等,其中水合氧化钛复合吸附剂是当前国际上海水提铀研究开发中最主要的一种,它每克可吸收500~600μg铀,甚至高达1000μg以上。海水如何通过吸附床,是海水提铀实现工业化生产的关键。

四、如何在海中寻铀?

铀作为一种放射性化学元素在国防、工业、科研中,有着极其重要的地位。由于其核裂解时能释放巨大的能量,从而成为核武器的主要原料。随着人们对于铀的认识由过去的单一性向多元化转变,从而更加重视起了对铀的开发和利用。

目前,全世界拥有核武器的国家很少,而核工业国家却不断地发展,核能也由单纯的军事型转变为民用型,核电站就是这种转化的典型代表。目前世界上各国的核电站原料能源大都采用铀。因而人们从以往的淘金热,变成了淘铀热。

据科学家分析,全球陆地上的铀矿总和约可产铀250万吨,也就是说,如果全世界都采用铀为原料制造核武器、核电站以及航天、航海中应用核燃料的话,那么用不了多长时间,大陆上的铀矿就会被开采一空,而为之所建立的一切设施将变成一堆废钢铁。当然,这种想法确实有点悲观。

专家又宣称:铀在海水中的总量超过陆地总量的1500多倍。这无疑为有核武器、核工业的国家注人了一针强心剂,于是人们便开始了海中寻铀的艰难工作。

在人们头脑一阵发热之后才慢慢地发现,这是一场多么艰难的工作呀!铀在海水中的浓度仅为十亿分之三,也就是说,1000吨海水中仅含有3克铀,铀存在于海水中的三碳酸盐复合物中。人们在处理了大量海水之后才发现,从海水中提取的铀所能释放的能量,仅仅相当于或略高于将其从海水提取过程中所消耗的能量,这未免有些得不偿失了。于是科学家们又开始探讨新的方法,以减少耗能而获取更多的铀。

美国科学家们用有机树脂分离海水中的铀与几其他金属,在实验室研究中获得了成功,但是由于有机树脂的吸附率较低而大量生产成本较高,很难在实际工业中应用。后来,又经过长期的探索,终于发现了一种较为理想的新的铀吸附剂――水合二氧化钛,并且就此而研制出了一套以二氧化钛为基础的海水采铀的技术。

在这众多的研究大军中,我国科学家们为此做出了重大贡献。他们研究发现,氧化铝、氢、氢氧化铁和氧化锌的吸铀能力最强,并且已在实验中得到证实,如果在实际工业中能够得以应用的话,那么提取铀的成本将大大下降,这无疑为海水提铀工业做出了巨大的贡献。

另外,国外一些研究机构,也发现了较为经济方便的抽铀方法,他们研制开发了一种负离子交换剂,其吸附铀的效果也十分显著,在实验室中的表现上乘,但是在利用潮流的海水实验中,却令人失望。如想突破这个大关,尚需要另外研制一个与之完全不同的抽铀工艺流程。

总之,海水提铀的设想是伟大的,而完成这个设想是极为困难的。目前世界上有数以千计的科学家和研究小组,仍在不懈地努力。我们深信会有一天,海水提铀不再是一个神话,但现在我们只能将其列为一个尚未解开的谜。

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