1960 के दशक से, शोधकर्ता यूरेनियम की कटाई के लिए एक असंभावित जगह पर अपनी नजरें गड़ाए हुए हैं: महासागर। अब ऑस्ट्रेलियाई नेतृत्व वाली एक टीम ने सस्ती और बनाने में आसान सामग्रियों का उपयोग करके समुद्र आधारित यूरेनियम संचयन की संभावना को एक कदम और करीब ले लिया है।
जैसे-जैसे ग्रह धीरे-धीरे कार्बन-आधारित ईंधन स्रोतों से दूर जाना शुरू करता है, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत सामने आने लगते हैं। जबकि सौर, पवन और पनबिजली प्रौद्योगिकियां इस क्षेत्र में सुर्खियां बटोर रही हैं, परमाणु ऊर्जा एक मजबूत दावेदार बनी हुई है। वास्तव में, 2017 में, इसने दुनिया के ऊर्जा उत्पादन में लगभग 10% का योगदान दिया, और 2022 में, 8 गीगावॉट नई परमाणु ऊर्जा को वैश्विक ग्रिड में एकीकृत किया गया।
परमाणु ऊर्जा उत्पादन की कुंजी यूरेनियम है, यह एक तत्व है जो केवल कुछ ही देशों में भूमि पर पाया जाता है, जिनकी भूमिगत आपूर्ति परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के प्रसार के कारण घटती रहेगी। हालाँकि, पानी के अंदर पुनःपूर्ति के मामले में ऐसा नहीं है। अनुमान है कि विश्व के महासागरों में तत्वों की मात्रा लगभग 4.5 बिलियन टन है, जबकि भूमि पर मात्रा केवल 6 मिलियन टन है। यह दुनिया भर में हजारों वर्षों तक बिजली पैदा करने के लिए पर्याप्त है।
हालाँकि, पूरे यूरेनियम को पुनर्प्राप्त करना मुश्किल साबित हुआ है क्योंकि समुद्री जल में इसकी सांद्रता बेहद कम है।
ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों को यूरेनियम के प्रति आकर्षण रखने वाले एमिडॉक्सिम रासायनिक समूहों के साथ डोप किए गए फाइबर के साथ शुरुआती सफलता मिली है। स्टैनफोर्ड के शोधकर्ताओं ने बाद में अधिक रेडियोधर्मी तत्वों को ग्रहण करते हुए तंतुओं को विद्युतीकृत किया। हाल ही में, पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी एक विशेष प्रकार के ऐक्रेलिक यार्न का उपयोग करके समुद्री जल से 5 ग्राम येलोकेक (एक यूरेनियम पाउडर) निकालने में सक्षम थी।
फिर भी, ये विधियाँ औद्योगिक पैमाने पर यूरेनियम की कटाई के लिए पर्याप्त नहीं हैं, जो दुनिया भर के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए आवश्यक है। ऐसी सामग्री खोजने की कोशिश करना जो अन्य समुद्र-आधारित तत्वों को फंसाए बिना यूरेनियम पर कब्जा कर सके, एक चुनौती रही है।
इन कठिनाइयों को दूर करने के लिए, ऑस्ट्रेलियाई परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी संगठन (एएनएसटीओ), न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय और अन्य सहयोगियों के शोधकर्ताओं ने लेयर्ड डबल हाइड्रॉक्साइड्स (एलडीएच) की ओर रुख किया। इन अपेक्षाकृत आसानी से बनने वाली सामग्रियों में सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों की परतें होती हैं। टीम ने इन एलडीएच को नियोडिमियम, टर्बियम और यूरोपियम सहित विभिन्न रसायनों के साथ डोप किया, उन्हें समुद्री जल में भिगोया, और एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ उन्नत इमेजिंग का उपयोग करके परिणामों का विश्लेषण किया।
शोधकर्ताओं ने पाया कि जब नियोडिमियम को एलडीएच के साथ जोड़ा गया, तो परिणामी यौगिक समुद्री जल से यूरेनियम के साथ-साथ 10 से अधिक अन्य प्रचुर तत्वों को पकड़ने में सक्षम था। इनमें सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम और पोटेशियम शामिल हैं, और ये यूरेनियम से लगभग 400 गुना अधिक प्रचुर मात्रा में हैं। शोधकर्ताओं का कहना है कि यह चयनात्मकता, एलडीएच-डोप्ड सामग्रियों के उत्पादन की कम लागत के साथ, समुद्री जल से बड़े पैमाने पर यूरेनियम की कटाई की संभावना में काफी योगदान देती है।
शोधकर्ताओं ने अध्ययन में लिखा है, "इन निष्कर्षों से पता चलता है कि एलडीएच की डोपिंग इंजीनियरिंग चयनात्मकता को नियंत्रित करने और चुनौतीपूर्ण अलगाव में सक्षम अवशोषक का उत्पादन करने का एक सरल, कुशल तरीका प्रदान करती है, जैसे कि समुद्री जल से यूरेनियम का निष्कर्षण।"