اورانیوم پنهان در مراکش، امیدی برای جبران کمبود آب و انرژی

در سایه کمبود شدید آب و انرژی در مراکش، یک پژوهش در این کشور به استفاده از اورانیوم پنهان در سنگ فسفات برای حل این مشکل اشاره کرده است.

کد خبر: ۸۱۷۸۶۹

تاریخ: ۱۸ تير ۱۴۰۴ - ۰۹:۵۳

به گزارش ایران اکونومیست، انقلاب سنگ فسفات مراکش مدت‌هاست که با کاربرد آن در تولید کود و بعدها باتری‌های لیتیوم-یونی مرتبط دانسته می‌شود. اما یک مطالعه اخیر در مراکش، به کاربرد بالقوه سومی اشاره می‌کند که می‌تواند بحران کمبود آب و کمبود انرژی را حل کند: استخراج اورانیوم پنهان از سنگ فسفات برای تأمین انرژی راکتورهای هسته‌ای برای نمک‌زدایی از آب دریا. این مسئله براساس مطالعه مرجع منتشر شده در مجله Radiation Physics and Chemistry است.

مراکش با بحران شدید آب مواجه است. با افزایش خشکسالی و موج‌های گرمای مکرر، منابع آب به سطح نگران‌کننده‌ای کاهش یافته است. طبق گزارش‌های سازمان ملل، سهم سرانه آب سالانه کمتر از ۶۰۰ متر مکعب است که به عنوان «کمبود حاد آب» طبقه‌بندی می‌شود.

برعکس، تقاضای فزاینده‌ای برای آب در کشاورزی، صنعت و جوامع شهری وجود دارد که این مشکل را تشدید کرده و شیرین‌سازی آب دریا را به گزینه‌ای اجتناب‌ناپذیر برای تأمین منابع جایگزین آب شیرین تبدیل می‌کند. با این حال، این راه‌حل به دلیل هزینه بالای منابع انرژی مورد نیاز برای راه‌اندازی کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن و همچنین تأثیر منفی زیست‌محیطی این منابع که به سوخت‌های فسیلی متکی هستند، با مشکل مواجه است.

برای پرداختن به این چالش‌ها، مطالعه‌ای که توسط محققان آزمایشگاه فیزیک هسته‌ای، اتمی و مولکولی در دانشکده علوم دانشگاه شعیب الدکالی در شهر الجدیده انجام شده است، استفاده مراکش از یک فناوری نسبتا جدید در منطقه را بررسی می‌کند: شیرین‌سازی آب دریا با استفاده از انرژی هسته‌ای. این فناوری برای تبخیر آب دریا و جداسازی نمک‌های آن به گرمای راکتورهای هسته‌ای متکی است و آن را در درازمدت کارآمد و اقتصادی می‌کند و در مقایسه با کارخانه‌های سنتی شیرین‌سازی که به سوخت‌های فسیلی متکی هستند، تأثیر زیست‌محیطی کمتری دارد.

مراکش

با این حال، مانع اصلی این استراتژی، تأمین پایدار اورانیوم، سوخت اصلی راکتورهای هسته‌ای، است. طبق این مطالعه، می‌توان با توسل به اورانیوم پنهان در سنگ‌های فسفات، بر این مشکل غلبه کرد.

مراکش از نظر ذخایر فسفات (تقریبا ۵۰ میلیارد تن) رتبه اول جهان را دارد و این مطالعه تخمین زده است که در درون این سنگ‌ها، گنجی پنهان به میزان تقریبی ۶.۹ میلیون تن اورانیوم وجود دارد که آن را به بزرگترین منبع جهانی اورانیوم غیرمتعارف تبدیل می‌کند، به این معنی که اورانیوم از منابعی غیر از سنگ معدن مستقیم آن استخراج می‌شود.

اورانیوم به صورت ناخالصی‌های بسیار ریز در سنگ‌های فسفات یافت می‌شود، به این معنی که بخشی از خود فسفات است. هنگامی که فسفات در کارخانه‌ها فرآوری می‌شود، فرآیندی که در آن اسید فسفریک مرطوب برای تولید کود تولید می‌شود، بخش بزرگی از این اورانیوم به عنوان یک ترکیب شیمیایی در اسید حل می‌شود.

از آنجایی که این اسید یک محصول جانبی مهم صنعت کود فسفات است، وجود اورانیوم در آن به این معنی است که می‌توان آن را از خود فرآیند صنعتی، بدون نیاز به استخراج سنگ معدن جدید از زمین، استخراج کرد. بسیاری از مطالعات نشان می‌دهند که بیش از  ۸۰ درصد اورانیوم موجود در فسفات در طول پردازش در اسید حل می‌شود، به این معنی که اگر فناوری مناسب و پشتیبانی صنعتی در دسترس باشد، می‌توان آن را نسبتا به راحتی استخراج کرد.

این پژوهش مراکشی سه روش امیدوارکننده برای استخراج این اورانیوم را بررسی کرد. اولین روش، استخراج با حلال است که در حال حاضر پرکاربردترین روش است. این روش بر استخراج اورانیوم از «اسید فسفریک مرطوب»، یک محصول جانبی مهم صنعت کود، متکی است. این فرآیند از ترکیبات آلی ویژه‌ای استفاده می‌کند که قادر به اتصال به مولکول‌های اورانیوم هستند و به آنها اجازه می‌دهند از اجزای باقی‌مانده اسید جدا شوند.

در این فرآیند، اسید با یک حلال آلی مخلوط می‌شود، بنابراین اورانیوم به لایه آلی حرکت می‌کند، در حالی که سایر اجزا در لایه آبی باقی می‌مانند. این روش مؤثر است و به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد اما مهمترین عیب آن این است که برخی از ترکیبات آلی در صورت عدم تصفیه صحیح می‌توانند سمی یا آلوده کننده محیط زیست باشند.

روش دوم، تبادل یونی، مبتنی بر استفاده از رزین‌های مصنوعی با بارهای الکتریکی است که قادر به جذب یون‌های اورانیوم و جایگزینی آنها با یون‌های دیگر مانند هیدروژن یا سدیم هستند.

در این روش، محلول‌های فسفات حاوی اورانیوم از ستون‌های پر از رزین عبور می‌کنند. رزین‌ها یون‌های اورانیوم را جذب کرده و به جای آن یون‌های غیر رادیواکتیو را آزاد می‌کنند. این روش جداسازی دقیقی را انجام می‌دهد و استفاده مجدد از رزین‌ها را پس از تمیز کردن آسان می‌کند. با این حال، معایب آن شامل نیاز به تجدید مداوم رزین و احتمال کارکرد طولانی مدت است.

در نهایت، فناوری‌های جداسازی غشایی و فیزیکی به عنوان آینده استخراج هسته‌ای مورد توجه قرار گرفته‌اند. این فناوری‌ها به استفاده از غشاهای ریز یا نانومقیاس متکی هستند که قادر به جداسازی مولکول‌های اورانیوم با دقت بالا هستند. مشهورترین نمونه‌ها اسمز معکوس است که از فشار بالا برای عبور دادن محلول از یک غشای ویژه استفاده می‌کند که به آب اجازه عبور می‌دهد اما اورانیوم را از خود دور نگه می‌دارد. روش دیگر، جداسازی نانو، به غشاهای حتی ریزتری متکی است که قادر به به دام انداختن مولکول‌های اورانیوم بدون نیاز به حلال هستند.

مزایای این روش این است که سازگار با محیط زیست است و به ترکیبات شیمیایی مضر متکی نیست. همچنین در مواردی که غلظت اورانیوم کم است، کارایی بیشتری دارد. معایب آن این است که هنوز در مرحله تحقیق و توسعه صنعتی است و نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بالایی دارد.

همانطور که در این پژوهش نشان داده شده است، بهره‌برداری از این منبع، چشم‌اندازهای استراتژیک متعددی را برای مراکش ایجاد می‌کند. برجسته‌ترین این چشم‌اندازها عبارتند از: استقلال انرژی، با کاهش وابستگی به واردات سوخت هسته‌ای؛ دستیابی به امنیت آب، با حمایت از پروژه‌های نمک‌زدایی هسته‌ای برای تأمین آب آشامیدنی شهروندان؛ قرار دادن مراکش به عنوان یک بازاریاب بین‌المللی پیشرو در زمینه سوخت هسته‌ای و در نهایت، دستیابی به توسعه صنعتی یکپارچه، با پیوند دادن بخش فسفات با صنایع انرژی و فناوری هسته‌ای.

این اقدام همچنین با پیش رفتن مسیرهای جهانی به سمت اقتصاد سبز و انرژی پاک، به ویژه با توجه به افزایش علاقه بین‌المللی به انرژی هسته‌ای به عنوان یک جایگزین کم‌کربن، همسو است.

با وجود این مزایا، این پژوهش برخی چالش‌ها را برجسته می‌کند، از جمله هزینه بالای استخراج اورانیوم از فسفات در مقایسه با منابع متعارف، نیاز به زیرساخت‌های صنعتی پیشرفته با قابلیت فرآوری ایمن، فقدان چارچوب‌های قانونی برای تنظیم فعالیت‌های معدنی هسته‌ای غیرمتعارف و نگرانی‌های زیست‌محیطی مربوط به دفع زباله‌های رادیواکتیو.