Scienziati cinesi sviluppano una tecnologia per estrarre l’uranio dall’acqua di mare

Un team di scienziati in Cina hanno sviluppato un materiale organico per estrarre l’uranio dall’acqua marina. Si dice che il materiale sia conveniente e che abbia “un’eccezionale capacità di assorbimento dell’uranio”.

L’uranio, una fonte di energia non rinnovabile e il principale metallo pesante utilizzato per alimentare i reattori nucleari, è stato essenziale per l’energia nucleare. Il metallo è stato tradizionalmente estratto dalla roccia, in grandi miniere situate in diversi paesi, dal Kazakistan , al Canada, alla Russia all’Australia, ma si tratta di grandi impianti, costosi e ambientalmente impattanti. Quindi, in teoria, meglio estrarlo dall’acqua marina.

Miniera di uranio in Namibia – Wikipedia

I ricercatori del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) hanno selezionato l’alginato di sodio (SA) a prezzi accessibili e i filamenti di DNA funzionali per fabbricare microsfere idrogel SA-DNA per l’adsorbimento selettivo di ioni uranile (UO22+) in modo economicamente conveniente.

Maggiore selettività per l’uranio

Rispetto agli adsorbenti avanzati riportati che utilizzano il gruppo amidossima per l’estrazione dell’uranio, le microsfere idrogel SA-DNA hanno dimostrato una selettività significativamente più elevata per l’uranio, con rapporti uranio-vanadio di 43,6 nell’acqua marina simulata e di 8,62 nell’acqua marina naturale.

Inoltre, questo nuovo assorbente è ecologico, economico, facilmente sintetizzabile e con un’impressionante robustezza meccanica e riciclabilità. Grazie alla capacità distinta di specifici DNAzimi di riconoscere vari ioni metallici, tali adsorbenti basati sul DNA possono essere utilizzati per recuperare altri preziosi ioni metallici dall’acqua di mare, secondo lo studio.

Esperimenti condotti utilizzando acqua marina naturale

L’estrazione degli ioni di uranio si è rivelata impegnativa per diversi motivi, tra cui le concentrazioni estremamente basse negli oceani della Terra – 1 tonnellata di acqua marina contiene solo 3,3 milligrammi di uranio – e la presenza di vari altri ioni che possono interferire in un ambiente marino complesso, secondo SCMP.

Il compito potrebbe essere paragonato a quello di trovare 1 grammo di sale in 300.000 litri di acqua dolce.

Gli esperimenti di assorbimento degli scienziati cinesi sono stati condotti utilizzando acqua di mare naturale senza aumento.

La capacità di assorbimento dell’uranio nell’acqua marina naturale era 8,62 volte superiore a quella del vanadio, indicando una selettività sostanziale delle microsfere idrogel SA-DNA per l’UO22+ nelle applicazioni pratiche.

In particolare, l’assorbente ha mostrato eccellenti prestazioni in caso di immersione prolungata in acqua di mare naturale, soprattutto per la sua altissima selettività. Estrae solo quello che si vuole estragga.

Il materiale assorbente è una combinazione di enzimi del DNA

Il materiale in  questione è una combinazione di enzimi del DNA, che è un tipo specifico di DNA, e di microsfere composite – un materiale derivato dagli scambi ionici tra alginato di sodio e ioni di calcio, come da SCMP.

Gli enzimi agiscono come un ‘rivelatore’ perché diventano attivi solo quando si legano a specifici ioni metallici, una caratteristica che aiuta a identificare gli ioni di uranio rispetto a quelli interferenti. Poi le microsfere – che hanno un movimento di adsorbimento rapido e una capacità di adsorbimento sostanziale – fanno la loro parte, ha aggiunto il rapporto.

La Cina, che attualmente ha 27 reattori nucleari in costruzione, ha recentemente dimostrato con successo un reattore nucleare a fissione  che è sicuro contro il caso di fusione del nucleo anche in caso di rottura del sistema di raffreddamento o di interruzione dell’energia esterna.

Il progetto del reattore gemello può generare 105 MW di potenza ciascuno ed è in lavorazione dal 2016. La tecnologia è un passo gradito per l’industria dell’energia nucleare, dopo la fusione di Fukushima, in Giappone, avvenuta più di dieci anni fa.