Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[библиограф]

 Да, при цене на пятиокись ванадия $4 за фунт - и при содержании ванадия в асцидиях полпроцента на сухой
вес - посчитайте рентабельность сами! Проще вместо асцидий вырастить голотурий - и продать китайцам по $100/кг
То же относится и к иоду - полпроцента на сухой вес ламинарии, цена иода $30 за кг - не выгоднее ли сделать
"Салат дальневосточный из ламинарии"? Опытные производства иода из водорослей существовали со времен открытия
этого элемента - его и открыли в золе водорослей - но почему-то добывают иод из буровых рассолов...Мировые запасы
иода в тыс. тонн. Ламинарию не считаем!

[библиограф]

 А вот динамика цен на окись урана - понятно, почему промышленная добыча из морской воды начнется ещё нескоро..

[Nucleosome]

http://geektimes.ru/post/260106/
Будущее - за биогенной добычей редких и рассеянных элементов, таких как золото и уран.

оно конечно хорошо бы, но получить вот так белок в чистом виде и в необходимом количестве, да ещё и обновлять его надо как видно очень часто (оригенал статьи увы не за бесплатно), влетит скорее всего в такое, что мало не покажется. можно конечно разводить кого кому этот белок включить к геном и пусть сам его и синтезирует, но что из этого получится - не знаю...
и в статье вопрос - зачем было делать "синтетическую морскую воду" если можно просто заерпнуть - ведь ради неё стараются

Это же поможет будущим колониям людей на астероидах и кометах.

при чём тут эти сомнительные колонии? там что есть вода чтобы использовать этот белок?

[DimVad]

А вот динамика цен на окись урана - понятно, почему промышленная добыча из морской воды начнется ещё нескоро..

В этой теме страниц так 100 назад я давал простейшую прикидку...
Представьте, что у Вас в кармане есть ну вот совсем бесплатная, идеально отработанная технология извлечения урана из морской воды. Ну, типа тот, белок, на который давали ссылку. Т.е. у Вас есть "ящик", в который вы заливаете морскую воду, бактерии начинают там чего-то жрать...

Первый вопрос - сколько воды надо ? Берёте концентрацию урана в морской воде, количество урана, нужное для загрузки одного энергоблока. У меня получалось - через "ящик" нужно моря перекачивать. Для начала предлагаю прокачать Черное море просто через трубу...

Второй вопрос - сколько времени надо ? Сколько времени надо, чтобы бактерии в ящике усвоили уран Черного моря ? Солнце успеет погаснуть ?

Вадима, конечно, это не убедит...

p.s. Кста, подозреваю, что это же относится и к очень бедным месторождениям на суше. Теоретически - уран по $10000, всё прекрасно. Один грамм урана экспериментально добыли, себестоимость оценили. Практически - для загрузки одного энергоблока нужно будет Сахару перекопать...

[ВадимZero]

У меня получалось - через "ящик" нужно моря перекачивать.

Не кто не собирается не чего перекачивать. Сорбенты предлагается распалогать в районе океанических течений, в районе приливных электростанций. Либо на парусных судах.

Практически - для загрузки одного энергоблока нужно будет Сахару перекопать...

Не надо. Бедные руды добывают гидрометалургическим способом не доставая руду на поверхность. Да и кларк урана и тория не такой уж маленький. В одном кубическом километре породы содержиться 12 тысяч тон урана и 50 тон тория. Такого количества(при полном сжигании) хватит энергетике земли на несколько лет.

Вадима, конечно, это не убедит...

Меня не как не могут убедить ваши фантазии вызванные отсутствием интереса к обсуждаемому предмету.

[библиограф]

 Контейнеры с сорбентами в районе океанического течения - и предполагается развитая поверхность сорбции?
Ракушки, рачки и прочая мелочь расценят это как готовый пансион в сочетании с бесплатным питанием!
Через несколько месяцев поглотители будут выглядеть примерно,так

[SY]

 (медь)

железо высадит из любого раствора (ее кстати так иногда и получают - процесс называется цементация на железных опилках)

Видел это воотчию, только используют не опилки, а листовые отходы после вырубки различных железных загогулин.

[ВадимZero]

Второй вопрос - сколько времени надо ?

http://scienceandglobalsecurity.org/ru/archive/sgsr10lidsky.pdf

В Японии существует долгая история исследований и разработок извлечения урана из
морской воды, и текущие планы предусматривают все более крупные океанские испытания
технологии вплоть до коммерческого масштаба. В 1986-87 г.г. работала крупная экспери-
ментальная установка, в которой использовался адсорбент с частицами гидратированной
окиси титана в качестве адсорбента в обычном кипящем слое. Было извлечено около 15,5 кг
урана. В конце 1980-х г.г. был разработан и испытан гораздо более быстрый адсорбент. Он
состоит из очень мелкого порошка амидоксима, внедренного в тонкие волокна поддержи-
вающего материала, такого, так полиэтилен с двуокисью кремния, который может быть изго-
товлен в форме сети или матов. Поскольку в такой структуре много пустот, морская вода
может проходить через него с относительно малой потерей напора воды. Этим способом
можно построить заякоренные адсорбционные системы, использующие быстрые природные
морские течения, как альтернативу закачивания морской воды. Такие быстрые течения по-
вышают скорость адсорбции. В последнем испытании блоки, содержащие волокнистые ами-
доксимовые адсорбенты, помещенные в море на различных глубинах, позволили извлечь 1
кг урана на тонну адсорбента за 20 суток, и 2 кг на тонну за 60 суток

[SY]

Возникает вопрос к знатокам - а зачем им всё это надо ? Ведь есть прекрасная возможность - навечно обеспечить энергетическую независимость страны при помощи гранита...

На нынешнем этапе развития нашей цивилизации - это не нужно, но лет через 200-300 будет актуальным.
По нашей цивилизации сильнее ударит подорожание железа/алюминия в 10 раз, чем подорожание урана или редкоземов в сто или в тысячу раз.

[ВадимZero]

Ракушки, рачки и прочая мелочь расценят это как готовый пансион в сочетании с бесплатным питанием!

На большой глубине вдали от источника микроэлементов(берега) Не ракушек ни рачков вы не найдете.

[SY]

а почему там про них ничего не сказанно

Нахождение в природе[править вики-текст]
Как правило, редкоземельные элементы встречаются в природе совместно. Они образуют весьма прочные окислы, галоидные соединения, сульфиды.
[...]
Суммарное содержание редкоземельных элементов составляет более 100 г/т.

[DimVad]

2 кг на тонну за 60 суток

Хорошо.

"Приведем некоторые цифры для реактора мощностью 1000 МВт, работающего с нагрузкой в 80 %, и вырабатывающего 7000 ГВт·ч в год. Работа одного такого реактора в течение года требует 20 тонн уранового топлива с содержанием 3,5 % U-235, который получают после обогащения примерно 153 тонн природного урана."
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)#.D0.AF.D0.B4.D0.B5.D1.80.D0.BD.D0.BE.D0.B5_.D1.82.D0.BE.D0.BF.D0.BB.D0.B8.D0.B2.D0.BE

Если у Вас одна тонна адсорбента даёт 1 кг. в месяц, а один блок требует около 13 тонн в месяц, то необходимое количество адсорбента на один энергоблок - 13 тысяч тонн.

Каким образом обеспечить свободную циркуляцию через 13 тысяч тонн ? Как я понял, японцы гордятся, что создали адсорбент, где вода циркулирует с небольшой потерей напора. А через 13 тысяч тонн пробовали воду пропускать ? Ну, например, на парусных судах...

[Nucleosome]

http://scienceandglobalsecurity.org/ru/archive/sgsr10lidsky.pdf

так хорошо уже тридцать лет как? и адсорбент как видно насыщается - 1 за 20, 2 за 60... да и где? течение течению рознь. к тому же аббисальные глубины если через них и пропустить то чрезвычайно медленно. реально тут выходит слой воды в метров 200 - 300...

Суммарное содержание редкоземельных элементов составляет более 100 г/т.

опять вики... в той-то ссылке нет. совсеместно не совместно - они же есть в массовой доле. и потом - более 100 грамм? это кларс 1 к 10 тыс. то есть если взять вообще кларковое содержание в коре всех суммарно, то будет кажется немного меньше. но редкоземельные элементы как бы похожи они бы ни были отличаются и использование их тоже разнится. а уж содержание каждого по отдельности - как было в ссылке ВадимZero - и подавно. но на вопрос какие именно из них и для чго нужны я ответа так и не получил.

На большой глубине вдали от источника микроэлементов(берега) Не ракушек ни рачков вы не найдете.

глубоководных течений очень немного. так что ствить придётся в основном там, где планктона навалом, а он как раз концентрируется к тчениям, поскольку они несут минералы с берегов. как-то AlexAV писал, что в токе течений жизнь адсорбента меньше, чем просто в воде... кстати, где-то читал, что при принудительной прокачке воды энергии на это нужно больше, чем может дать полученный уран. потому и речь о течениях...

[SY]

как брать собираетесь? энерозатраты по тресканью граниты считали?

Минералы с преобладанием оксида кремния высокотехнологично вскрываются хлоридами и фторидами аммония при умеренно высоких температурах, причем используемый реагент восстанавливается и является оборотным. И нет требования молоть в пыль и пытаться растворять что-то в серной кислоте. Практически все получающиеся из гранитов вещества являются газообразными и хорошо разделяются по температуре кипения.
Такая технология(опытно-промышленная) уже используется при переработке титаномагнетита и схожих пород. До обычного гранита еще не добрались, но исчерпание легкодоступных месторождений через несколько столетий заставит ковырять все подряд. Работа в море менее предсказуема и более рискована в экологическом плане.

[DimVad]

кстати, где-то читал, что при принудительной прокачке воды энергии на это нужно больше, чем может дать полученный уран. потому и речь о течениях...

Да, именно поэтому и "парусные суда" отпадают. Ибо по сути (при идеальном КПД) это перекачка энергии ветра в парусах в энергию урана.

Думаю, мы не можем рассчитывать построить столько парусников, чтобы энергии в их парусах хватило на атомную энергетику...

[SY]

Вроде бы существующие на сегодня технологии позволяют вторично использовать уран не более одного раза - переработка использованного МОКС-топлива исключительно дорога

А какая разница, первичная переработка или вторичная(двацетичная)...технология та же самая. Все что нужно сделать это отделить продукты деления и добавить урана 238. Что значительно дешевле технологии обогащения природного урана.

Происходит накопление короткоживущих изотопов плутония(и урана) - топливо становится банально радиоактивным настолько, что его уже нельзя использовать в обычном технологическом процессе. Такой плутоний даже формально перестает считаться оружейным, хотя он все еще и пригоден для ядерного оружия - но он очень сильно греется и вроде бы как нет промышленных установок, позволяющих из смеси выделить изотоп 239.
Для изготовления МОКС-топлива используется оружейный плутоний, использованное МОКС-топливо еще никто промышленно не перерабатывал.
Схожая проблема и с ураном - после облучения требуется разделять не два природных изотопа, а большую, сильно фонящую кучу изотопов.(Альфа-распад кучи изотопов плутония дает такую же кучу изотопов урана)

[DimVad]

Происходит накопление короткоживущих изотопов плутония(и урана) - топливо становится банально радиоактивным настолько, что его уже нельзя использовать в обычном технологическом процессе.

Т.е. технологии, которые на сегодня хотя бы пробовали в железе позволяют использовать исходный уран не более двух раз. Грубо говоря, это увеличивает потенциал урана вдвое, а не в 50-70 раз.

Да, я читал про нитридное топливо, БРЕСТ и т.д. Тут действительно есть очень большие надежды. Но хотелось бы обсуждать существующие технологии, а не ожидаемые...

[-Asket-]

оригинал статьи увы не за бесплатно

Теперь бесплатно: A protein engineered to bind uranyl selectively and with femtomolar affinity

редкоземельные элементы как бы похожи они бы ни были отличаются и использование их тоже разнится

http://ru.wikipedia.org/wiki/Мишметалл

где-то читал, что при принудительной прокачке воды энергии на это нужно больше, чем может дать полученный уран. потому и речь о течениях...

(кликните для показа/скрытия)

...Действительно, морскую воду в этом технологическом процессе можно рассматривать как своеобразный весьма разбавленный "раствор бедной урановой руды, готовый для извлечения урана методом сорбции. Закачиваемая на технологическую установку морская вода предварительно должна пройти через фильтры для очистки от ила, водорослей и морских организмов. Содержание урана в морской воде постоянно и составляет 3,3 мг/м³. Следовательно, если даже будет обеспечено 80%-ное извлечение, т. е. 2,5 мг/м³, то для получения 1000 т урана в год нужно прокачать через фильтры и сорбенты 400•10⁹ т морской воды, или 50 млн. м³/ч (при работе 8000 ч в год). Такой расход циркуляционной воды прокачивается через конденсаторы турбин современных АЭС и ТЭС, имеющих суммарную мощность 150—200 млн. кВт.
Общая установленная мощность циркуляционных насосов для прокачки при напоре 6—10 м вод. ст. (0,06—0,10 МПа) и КПД=0,8 равна 1—1,7 млн. кВт. При среднегодовом коэффициенте использования мощности 0,8 потребление ими энергии составит 8—14 млрд. кВт•ч, или 8—14 млн. кВт•ч/т U. При коэффициенте извлечения урана около 50% затраты электроэнергии на 1 т урана возрастут в 1,5—1,6 раза.
При прокачке необходимо обеспечение непрерывного подвода свежей воды, несмешивание этого потока свежей воды с водой, прошедшей через сорбционную установку. Удаляемая после сорбции вода является как бы отвалом или «пустой» породой такого уранодобывающего завода. Высокие капитальные и эксплуатационные затраты и чрезмерное потребление энергии для прокачки воды могут свести на нет выгоду от получаемого по такой технологии урана.
Возникают также большие трудности с удалением значительных отходов в виде гидроокиси титана, карбонатов кальция, магния и др. Для завода производительностью 1000 т урана в год потребуется удалить около 1 млн. т таких отходов.
Для небольших масштабов производства урана из морской воды предлагалось использовать циркуляционную воду АЭС или ТЭС, турбины которых охлаждаются морской водой. Но, как можно видеть из приведенных выше данных, такой путь даст малый эффект.
Английские специалисты подсчитали, что через конденсаторы турбин всех прибрежных электростанций Великобритании прокачивается за год вместе с морской водой только около 70 т растворенного в ней урана. Отсюда следует, что технология с применением принудительной прокачки морской воды через адсорбенты экономически неприемлема и бесперспективна. Поэтому в настоящее время ведутся исследования и разработки установок для извлечения урана из морской воды, размещаемых только на специальных кораблях или плавучих платформах. Заводы можно располагать также на островах, находящихся в зоне постоянных морских течений (Куросио у берегов Японии, течения у Багамских и Антильских островов и др.)...

[SY]

Т.е. технологии, которые на сегодня хотя бы пробовали в железе позволяют использовать исходный уран не более двух раз. Грубо говоря, это увеличивает потенциал урана вдвое, а не в 50-70 раз.

Да, в современном ядерном цикле обращаются с необлученым топливом, практически также как с обычными веществами - настолько низка его радиоактивность. Если потребуется многократная переработка облученного топлива, то придется существенно менять технологическую оснастку производства - топливо сильно подорожает, но это вполне возможно, только сейчас это не нужно, так как пока хватает и "чистого" урана(и плутония), но в будущем, возможно, будут гонять топливо по кругу вплоть до полного выгорания. Вполне возможно, что придется очищать от высокоактивных изотопов со средними сроками жизни.

[DimVad]

то придется существенно менять технологическую оснастку производства - топливо сильно подорожает, но это вполне возможно

Что это теоретически возможно - не сомневаюсь. А вот что эта переработка будет экономически приемлема - не факт.
Вообще, рассматривая все эти варианты, возникает мысль - а не могли ли европейцы придти к мысли, что ветряки - это тупо меньше проблем ?

p.s. Собственно, я об этом и говорил, как о возможном дефиците урана. Я не сомневаюсь, что урана как химического элемента в земной коре достаточно...