Международный коллектив химиков и материаловедов разработал подход, позволяющий избирательно извлекать литий-6 из сырья и отделять его от атомов лития-7, непригодных для производства топлива для термоядерных реакторов будущего. Описание методики было опубликовано в статье в научном журнале Chem.
"Наша разработка позволяет преодолеть один из главных барьеров на пути к чистой термоядерной энергии. Литий-6 должен стать ключом к возрождению атомной индустрии, и наша методика позволяет отделять его от других изотопов данного металла с примерно той же эффективностью, как и существующая технология COLEX, для использования которой необходима ртуть", - пояснил профессор Техасского университета A&M (США) Сарбаджит Банерджи, чьи слова приводит пресс-служба журнала.
Как отмечают ученые, одним из главных препятствий для развития термоядерной энергетики является то, что для получения топлива для термоядерных реакторов необходим литий-6, относительно редкий природный изотоп этого металла, на чью долю приходится около 2-8% от общего числа его атомов в недрах Земли. В прошлом столетии ученые обнаружили, что литий-6 более активно взаимодействует с ртутью, чем литий-7, что позволяет его извлекать из смеси этих двух изотопов, пишет ТАСС.
Построенная на базе этих реакций технология COLEX активно использовалась для наработки лития-6 в США в середине прошлого столетия, однако впоследствии она была запрещена из-за крайне негативного влияния на окружающую среду. Полученные при ее помощи запасы лития-6 начинают подходить к концу, что вынуждает ученых искать новые, более экологичные пути разделения изотопов лития.
Исследователи обнаружили, что подобным свойством обладают разработанные ими мембраны из наноструктурированного оксида ванадия, которые ученые изначально создали для очистки грунтовых вод, загрязненных нефтепродуктами и отходами добычи природного газа. В процессе проверки их свойств химики заметили, что прослойки из этого материала, через толщу которых проходят одномерные каналы, неодинаково эффективно пропускают ионы лития-6 и лития-7.
Последующие опыты показали, что мембраны из оксида ванадия активно вбирают в себя ионы лития-6 и почти не задерживают литий-7, что позволяет использовать их для постепенного наращивания концентрации более легкого изотопа. По текущим оценкам химиков, за 45 циклов работы такой мембраны этот показатель можно нарастить до отметки в 90%, что сопоставимо с уровнем эффективности технологии COLEX. В перспективе это позволит возобновить производство лития-6 без вреда для окружающей среды, подытожили ученые.
