最近中核集团公布了一条重要消息。2月5日在上海召开的海水提铀学术交流会暨技术创新联盟理事会上,他们宣布中国已经在真实海洋环境下成功完成公斤级铀产品提取任务。这项成果严格按照2025年目标如期达成,为技术进一步走向工程化打下了基础。
中国核电发展速度快,对铀资源的需求也在稳步增加。可陆地已探明储量比较有限,消费占比却不小,进口依存度较高。这种供需情况让燃料保障成为需要认真对待的问题。把目光转向海洋就成了自然选择。
海水中溶解的铀总量达到45亿吨,资源潜力巨大,相当于陆地探明量的数千倍。如果提取技术成熟,就能为核电提供长期稳定的供应来源。中国海岸线长,海洋条件适合开展相关工作。
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研究海水提铀在中国有较长历史。60年代上海设立专门办公室,1967年组建671课题组启动专项攻关。1970年研究团队从海水中提取出30克铀,这为后期积累提供了实际经验。
进入80年代后,研究一度放缓。21世纪初随着核电装机容量扩大,研发投入逐步增加,课题重新进入快车道。科研院所和企业联合起来,集中力量解决关键难题。
全球来看,日本在这一领域起步较早。2000年前后通过海试提取出约1公斤黄饼,成为当时实现公斤级规模的国家之一。美国从60年代就开始探索,后续研究节奏与中国接近,但多数工作仍处于实验室验证阶段。
中国这次突破的亮点在于完全使用天然海水开展试验。没有添加铀盐或模拟剂,直接面对真实海洋环境下的浓度低、离子干扰和生物附着等实际挑战。这让验证结果更具说服力。
吸附法目前被公认为最有前景的技术路线。海水中铀主要以碳酸铀酰形式存在,吸附材料通过功能基团与之结合,实现有效分离。材料选择直接影响提取效率和稳定性。
有机高分子材料是主流方向之一,在骨架上接枝特定基团就能捕捉目标离子。偕胺肟基团设计应用广泛,但需要克服微生物侵蚀问题。无机材料早期研究较多,如今更多作为补充。
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海南大学团队开发的蜘蛛丝蛋白融合超级结合蛋白,在强度和选择性上取得进步。这种材料在海水中能保持稳定,解决了原有蛋白易降解的难题,为规模化应用提供了新思路。
提取流程包括吸附、洗脱、纯化和转化几个环节。收集到的铀酰离子经过处理制成黄饼,再还原成二氧化铀。通过氢氟酸反应生成六氟化铀气体,经离心提纯提升铀235浓度后,压制烧结成燃料芯块,最终制成核燃料棒。
平台投放试验多次进行,吸附材料在数月内持续运转,处理海水量达到设计要求。数据表明材料在自然洋流和高盐度条件下保持良好性能。这为后续吨级示范项目积累了可靠经验。
陈军利在会议上提出三点希望。一是发挥联盟枢纽作用,聚焦核心技术开展前瞻研究。二是以工程化和经济化为导向推进规划。三是加强人才培养,营造良好创新生态。这些要求为技术持续进步指明了方向。
未来随着技术成熟,产业化进程会逐步加快。海水提铀不仅能补充陆地资源缺口,还可能改变全球铀供应格局。中国在这一领域的稳步前进,正为能源自主注入新动力。
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