Уран из морской воды Опции

[AtomInfo.Ru]

Новость от ORNL.
https://www.ornl.gov/news/ornl-technique-co...ranium-seawater

[VBVB]

Вообще есть ощущение, что все эти работы по сорбции урана на имидоксиматных смолах, модифицированных волокнистых мембранах или неорганических ионообменниках идут по прямолинейному пути.

Думается, что нужно плотно смотреть на разные типы водорослей и природные материалы разных типов целлюлоз или углей по отношению к сорбции урана из морской воды. Водоросли его явно накапливают и прилично. Бурые водоросли должны быть эффективным аккумулянтом урана из морской воды. Необходимо отработать технологию генмодификации бурых водорослей в направлении увеличения сорбции урана.
Химическую модификацию всякой рисовой шелухи или какой-нибудь соломы для увеличения эффективности сорбции урана тоже несложно и недорого можно осуществить.

Сообщение отредактировал VBVB - 24.2.2017, 14:09

[Татарин]

Вообще есть ощущение, что все эти работы по сорбции урана на имидоксиматных смолах, модифицированных волокнистых мембранах или неорганических ионообменниках идут по прямолинейному пути.

Думается, что нужно плотно смотреть на разные типы водорослей и природные материалы разных типов целлюлоз или углей по отношению к сорбции урана из морской воды. Водоросли его явно накапливают и прилично. Бурые водоросли должны быть эффективным аккумулянтом урана из морской воды. Необходимо отработать технологию генмодификации бурых водорослей в направлении увеличения сорбции урана.
Химическую модификацию всякой рисовой шелухи или какой-нибудь соломы для увеличения эффективности сорбции урана тоже несложно и недорого можно осуществить.

Ещё лет 15 назад в универе с пивом мечтали о таком (ну, правда о золоте шла речь, но не суть).

НЯП, засада в том, что сначала нужно этот ген (который синтезирует белковый комплекс с нужным металлом) откуда-то взять. Впихнуть нужный ген в бурую водоросль (в цианобактерию, в хлореллу, в е.coli, в микрорачка - ю нейм ит) - по нынешним временам не проблема. Но сначала ген нужно взять. А откуда?

Рассчитать белок (а потом - синтезирующий его ген) нам сейчас явно слабО, это на много порядков сложнее, чем рассчитать "просто" селективную смолу.

А случайными мутациями (размножать какую-нить е.коли в уран-содержащем сиропе, долбить её рентгеном и искать в ней уран до тех пор, пока она не поймёт, что от неё требуется) - ну... может получиться, что ждать придётся ну ОЧЕНЬ долго.
Конечно, эта работа может быть и должна быть автоматизирована, нужен только какой-то автоматический комплекс, измеряющий содержание целевого элемента внутри той же е.коли. Но речь о том, что требуемой мутации самой по себе может потребоваться для возникновения ну очень много времени.

[VBVB]

НЯП, засада в том, что сначала нужно этот ген (который синтезирует белковый комплекс с нужным металлом) откуда-то взять. Впихнуть нужный ген в бурую водоросль (в цианобактерию, в хлореллу, в е.coli, в микрорачка - ю нейм ит) - по нынешним временам не проблема. Но сначала ген нужно взять. А откуда?

Рассчитать белок (а потом - синтезирующий его ген) нам сейчас явно слабО, это на много порядков сложнее, чем рассчитать "просто" селективную смолу.

Возможно нужно идти не в направлении создания высоспецифичного по отношению к уранилкарбонатам белка, а скорее в направлении генмодифицированного высокоселективного по отношению к сорбции уранилкарбонатов полисахарида типа хитозана. Тогда всякие разнообразные ракоообразные и рачки смогут самопроизвольно накапливать уран в своих панцирях, а эту живность искусственно распространенную или выращиваемую в садках можно потом вылавливать на еду, а их скорлупу пускать на переработку с выделением урана и других сорбированных ценных металлов.

[Татарин]

Возможно нужно идти не в направлении создания высоспецифичного по отношению к уранилкарбонатам белка, а скорее в направлении генмодифицированного высокоселективного по отношению к сорбции уранилкарбонатов полисахарида типа хитозана. Тогда всякие разнообразные ракоообразные и рачки смогут самопроизвольно накапливать уран в своих панцирях, а эту живность искусственно распространенную или выращиваемую в садках можно потом вылавливать на еду, а их скорлупу пускать на переработку с выделением урана и других сорбированных ценных металлов.

Так ведь котенка о пенек примерно то же, что и пеньком в котенка.
Все равно нужно откуда-то взять ген... только в Вашем случае требуется уже целый комплекс генов, которые синтезируют белки, которые уже синтезируют требуемую химию с ураном. Вроде, биовыщелачиванием урана занимались, но вот о сногсшибательных результатах не слышно.

Вопрос все тот же: время получения такой штуки случайной мутацией - может быть велико, а вот просто взять и синженерить нам кишка тонка... да что там говорить, если даже ген для синтеза банального люмогена-красителя как из какой-то медузы вытащили, так по всем трансгенам и таскаем до сих пор.

То есть, понятно, что это круто, но вот как это сделать?

Даже чтобы вывести сверхбыстроразмножающихся простейших, нужен какой-то механизм, надежно убивающий/замедляющий размножение организмов БЕЗ урана. Не С ураном, а БЕЗ. Непонятно, как это сделать.

Но если такой механизм придумать, то да: дальнейшее выведение нужного штамма - дело техники, а после этого уже можно думать, как перетащить получившийся механизм куда-то еще. Хоть в рачков, хоть в кораллы, хоть в особый вид уран-добывающих китов.

[Syndroma]

Но если такой механизм придумать, то да: дальнейшее выведение нужного штамма - дело техники, а после этого уже можно думать, как перетащить получившийся механизм куда-то еще. Хоть в рачков, хоть в кораллы, хоть в особый вид уран-добывающих китов.

Есть мнение, что вместо того, чтобы придумывать суперхайтек генной инженерии белка, добывающего уран из морской воды, проще придумать суперхайтек реактора с КВ=3.

[AtomInfo.Ru]

проще придумать суперхайтек реактора с КВ=3.

Увы, но есть физика, с которой не поспоришь.

Для того, чтобы в реакторе деления получить КВ=3, нужно, чтобы в акте деления рождалось не менее 3+1=4 нейтронов.
То есть, один родившийся нейтрон тратится на поддержание цепной реакции, а три остальных - на облучение сырьевого изотопа.

На самом деле, нейтронов нужно родить несколько больше, даже если предположить, что реактор состоит только из топливного и сырьевого изотопа и имеет большие размеры или бесконечный отражатель (чтобы свести утечку нейтронов из реактора к нулю).
Даже в этом случае, некоторая часть нейтронов будет потеряна на паразитный захват в топливном изотопе (например, для 235U это образование из него 236U).

Но допустим, что мы на всё это наплюём. У нас такой сферический конь в вакууме, есть только топливо+сырьё, нет утечки нейтронов и нет паразитных захватов.
То есть, нам нужно получать всего-навсего 4 нейтрона в акте деления.

Теперь посмотрим, кто нам может такое дать.
Данные у меня, конечно, очень старые, доступа к современным кодам я не имею, но для общих рассуждений сойдут и они.

235U при энергии нейтронов 10,5 МэВ (а это условный максимум реакторных энергий нейтронов) - в акте деления рождается 3,5 нейтрона. Мимо.
239Pu при таких же энергиях - 4 нейтрона рождается. Сферический конь в вакууме, конечно, может получиться, но, к сожалению, таких не бывает.
И следующий момент - средняя энергия нейтронов, рождающихся в акте деления, примерно 2 МэВ, а отнюдь не 10. А при 2 МэВ на 239Pu родится всего 3,3 нейтрона. Опять мимо.

Чтобы долго не копаться, возьмём 245Cm. Вот у него хорошо, при E=2 МэВ у него 4,2 нейтрона рождается в акте деления.

Примечание. Все данные, естественно, для соответствующей группы БНАБ, а не точной энергии. Но мы упрощаем до предела.

Ну вот. В реакторе, где топливом будет выступать кюрий-245, мы теоретически можем попытаться достичь КВ=3.
На самом деле, скорее всего, не получим, но можно хотя бы помучаться.

Но, честно говоря, думаю, что белок всё-таки попроще будет, а?