Вчені придумали революційний метод продукування ядерного палива із стічних вод

Науковці представили новий метод видобутку урану з промислових стічних вод, який може зробити виробництво ядерного палива більш екологічним. Технологія поєднує спеціально створений ковалентний органічний каркас із непрямим електрохімічним процесом. За словами авторів, це забезпечує тривалу стабільність роботи системи та стійкість до складних хімічних умов, характерних для реальних відходів.

Електрохімічний спосіб вважається перспективним, адже дозволяє контролювати процес, швидко реагувати на зміни та досягати високої вибірковості. Раніше його розвиток стримували проблеми — утворення пасивного шару на електродах, вплив сторонніх іонів та висока вартість матеріалів. Нове дослідження подолало ці обмеження завдяки створенню самонесного електрода з ковалентного органічного каркаса.

Електрод побудований на вуглецевій тканині й має поліарилетеровий (PAE) каркас, який каталізує реакцію відновлення кисню для утворення пероксиду водню. Амідоксимні групи на поверхні матеріалу вибірково зв’язують іони уранілу, виступаючи центрами зародження для контрольованої кристалізації. Це поєднання хімічної та електрохімічної взаємодії значно підвищує ефективність вилучення урану.

Система показала високу стійкість до перешкод, спричинених наявністю натрію чи органічних домішок, які часто зустрічаються у стічних водах. Навіть у розчинах із високою йонною силою електрод зберігав ефективність понад 85%. Така стабільність пояснюється вибірковістю амідоксимних груп до іонів уранілу.

Під час тривалих випробувань у органічно насичених радіоактивних розчинах електрод накопичив понад 9 000 міліграмів урану на грам матеріалу протягом 450 годин безперервної роботи. Це один із найвищих показників для систем електрохімічного видобутку урану. Дослідники наголошують, що ефективність методу забезпечується двома процесами: спочатку амідоксимні групи захоплюють іони уранілу, а потім пероксид водню підтримує зростання кристалів, що гарантує стабільність навіть у складних хімічних середовищах.