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  当今世界,在新能源发电的家族中,核能有风能或太阳能所不及的优点,因为风能和太阳能完全受制于天气,而核反应堆根据用电的高峰期和低谷期,可以随时开启和关闭,完全受人类的控制。

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但是,核能也有一个很大的短板,即它是不可再生的:风能和太阳能取之不尽,用之不竭;传奇私服而核电站最常见的燃料铀,在地球上是一种有限的资源陆地上的铀矿资源有限,已知的铀矿物有170多种,但具有工业开采价值的铀矿只有二三十种,而且分布极不均匀。

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以目前的铀资源消耗速率,陆地上的铀矿储量仅能满足人类数十年的需求海水中的铀取之不尽  不过,出乎大多数人意料的是,其实我们也可以让核能变成取之不尽的可再生能源,因为海水中含有大量的铀据估算,海洋中的铀矿储量在45亿吨以上,大约是陆地储量的500倍,这么多铀如果全部利用起来,足可为1000个1000兆瓦的核电站提供10万年的燃料。

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更重要的是,海水中的铀被提取之后,还会从地壳中得到源源不断的补充据估传奇私服计,地壳中含有100万亿吨的铀哪怕人类在地球上存在10亿年,也用不完  如果能从海水中方便地提取铀,那么即使是一些贫铀国家,也可以建立自己的核电站,用核能发电,减少对煤炭的依赖。

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  然而,也正是因为海洋过于广阔,这样“一大把”铀矿撒到海洋里,不过就像撒到大水缸里的几粒盐粒,一入水就消失得无影无踪海水中铀的浓度很低,估计为每升3.3微克,这使得从海洋中提取铀比从地面开采铀要困难和昂贵得多。

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从海水中提取铀  剩下的问题是,如何从海水中以较低的成本提取铀?  最早研究这项技术的是日本科学家1990年代,他们使用涂有酰胺肟的聚乙烯纤维绳子来传奇私服吸附海水中的铀酰离子这些绳子的直径达15厘米,长度可达数米。

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  在海水中浸泡一个月之后,通过远程自动控制,这些绳子被拉出海面通过酸处理,铀酰化合物被回收绳子清理干净后,可以多次重复使用然后,铀酰化合物被浓缩,制成核燃料测试表明,每千克绳子50天能吸附6克铀不过,其成本仍然是陆地开采铀矿的两倍。

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  2000年代,美国斯坦福大学的研究人员对这项技术进行了改进他们制造了一种结合了碳和酰胺肟的导电混合纤维通过向纤维发送电脉冲,他们改变了绳子的特性,从而可以收集更多的铀离子  过去,当绳上的铀酰离子吸附到一定程度就会饱和,此后绳子就不再让海水中的铀酰离子吸附。

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而研究人员用这种混合导电纤维在饱和之前,吸附了9倍的铀,而且其寿命是标准酰胺肟纤维的3倍  最近,我国的研究人员又发现了一个新窍门他们模仿哺乳动物器官中血管分叉的模式,制造了一种聚合物膜,让它上面布满小通道,这些小通道又通向更细的分支,直到直径只有300纳米~500纳米的毛细通道为止。

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这种材料用酰胺肟浸泡后,就能吸附铀离子,其吸收能力是之前材料的20倍  这种带铀的膜能提取水中98%的铀,并且可以多次重复使用这进一步降低了从海水中提取铀的成本  中国是个乏铀国家,陆地已探明的铀储量只有17万吨,如果未来我们希望以核能作为主要能源,每年建造6至传奇私服8座的核反应堆,到2035年每年将需要约3.5万吨铀,陆地铀储量完全无法满足这一需求。

为了满足核能源的需求,中国正在计划建造一座能够从海洋中提取铀的核电站希望到那时,科学家能找到更加高效的海洋采铀法  ---  转载请注明本文标题和链接:《让核能变成可再生能源》

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