Nükleer enerji üretiminde kritik öneme sahip uranyum, geleneksel madencilik yöntemlerinin çevresel ve ekonomik zorluklarıyla karşı karşıya. Bu sorunlara çözüm olarak araştırmacılar, atıklardan uranyum geri kazanımında yüzde 90 verimlilik sunan yeni bir yöntem geliştirdi.
Atık sular uranyum kaynağı oluyor
Geliştirilen sistem, özel olarak tasarlanmış bir kovalent organik çerçeve (COF) ile dolaylı bir elektrokimyasal süreç kombinasyonu kullanıyor. Bu yaklaşım, sadece yüksek verimlilik sağlamakla kalmıyor aynı zamanda karmaşık kimyasal ortamlara karşı da dayanıklılık gösteriyor. Özellikle sodyum iyonları ve organik katkı maddelerinin bulunduğu gerçek atık sularda sistem, uranyum geri kazanımını yüzde 85’in üzerinde sürdürebiliyor.
Araştırmada öne çıkan yenilik, çift işlevli bir elektrot tasarımı. Karbon kumaş destek üzerine doğrudan büyütülen COF elektrot, bağlayıcı içermeyen ve yüksek katalizör-destek entegrasyonuna sahip sağlam bir yapı sunuyor. Elektrot, özel yapısı sayesinde hidrojen peroksit üreterek uranyumun çökelmesini destekliyor ve uranyum iyonlarını seçici şekilde yakalıyor. Böylece kimyasal ve elektrokimyasal süreçler uyum içinde çalışıyor ve geri kazanım çok daha hızlı gerçekleşiyor.
Uzun süreli testler de yöntemin dayanıklılığını ortaya koyuyor. Organik madde açısından zengin radyoaktif atık sular üzerinde yapılan 450 saatlik sürekli çalışmada elektrot, gram başına 9.000 miligramdan fazla uranyum biriktirdi. Bu değer, elektrokimyasal uranyum geri kazanım sistemleri arasında en yüksek seviyelerden biri olarak kayıtlara geçti. Sistemin başarısında çözeltinin pH değeri ve uygulanan voltajın kritik rol oynadığına da dikkat çekiliyor. Yeni yöntem, hem nükleer enerji üretiminde sürdürülebilirliği artırmayı hem de atık yönetiminde çevresel yükü azaltmayı hedefliyor. Araştırma ekibi, teknolojinin yaygın kullanıma geçebilmesi için elektrot üretimi, pH dalgalanmalarına karşı hassasiyet ve aktif bölgelerin tıkanmasının önlenmesi gibi bazı zorlukların aşılması gerektiğini vurguluyor. Ayrıca, makine öğrenimi destekli malzeme tasarımı, ileri voltaj kontrol stratejileri ve modüler akış sistemleri gibi geleceğe dönük yöntemler üzerinde çalışmaların devam ettiğini belirtiyor.
kaynak: donanimhaber.com