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辐射接枝技术的应用:日本海水提铀研究的进展及现状

2012-05-16饶林峰

同位素 2012年3期
关键词:研究

饶林峰

(劳伦斯伯克利实验室 化学部,美国 加利福尼亚 伯克利 94720)

以辐射技术为支撑的辐射加工,包括辐射接枝技术,已作为一种先进的工艺技术被广泛应用于新材料研究、新产品开发和新工艺探索。与其它工艺技术(如化学工艺)相比,辐射加工技术具有诸如工艺参数稳定可调,过程简便、快速、安全、节能,无需高温高压,产品质量和性能稳定可靠等独特优势[1]。使用辐射接枝技术,可以将对铀具有强配位能力的官能团嫁接到机械性能良好的纤维材料上,用于从海水中提取铀元素,或用于环境整治。自20世纪80年代以来,日本在海水提铀方面进行的研究与开发工作,是应用辐射接枝技术的良好范例。

海水中的铀浓度约为3.3μg/L。以海洋总体积约为1.37×109k m3来计算,海水中铀资源总量约为45亿吨,相当于陆地矿石中铀含量的1 000倍。换言之,海洋中有极为丰富的铀资源。但是,要有效、经济地从海水中提取铀,必须解决以下主要难题。

1)吸附剂或萃取剂的选择。在铀浓度为3.3μg/L,无机碳总浓度为2.3 mmol/L时,六价铀的物种分布示于图1。海水中主要金属元素的浓度列于表1。由图1可知,在海水的p H(8.3)下,极低浓度的铀以很强的碳酸根络合物形式存在,95% 以上的六价铀为UO2(CO3)34-。由表1可知,与铀共存于海水中的还有许多其他离子,它们的浓度远远高于铀浓度(如钠、钾、钙、镁、锶等)或与铀浓度相当(如铁、铝、锌、镍、钒、钼等)。因此,用于提取铀的萃取剂或吸附剂必须具有对铀极高的萃取或吸附能力和选择性。……

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