如果说世界上最有威慑力的战略金属是什么，那铀肯定当之无愧！作为原子弹和核反应堆的主要燃料，铀自诞生以来就自带神秘感和威慑BUFF。并且由于储量的稀少和制取的艰难，我国在铀资源方面，一度处于被垄断的局面。不过，现如今一项技术的出现，终于让局势终于出现了转机！
6月16日，中科院上海高等研究院放出消息，我国海水提铀技术已取得重要进展。通过新型功能纳米膜，成功开展了千克级海水提铀试验。这意味着中国终于成功完成了“海水提铀三步走”战略的第一步。如果一切顺利，那么中国就有可能完全实现“铀”独立，在这一威慑性战略资源领域内，再次成为发达国家粉碎机！那么问题来了：
铀作为一种矿产，为何不再陆上开采却要从海水中提取？
此次中国用来海水提铀的功能性纳米膜又是什么新兴材料？
最重要的是，中国为什么如此重视海水提铀技术？
铀的出现 是一把双刃剑
铀，原子序数92，是自然界中的最重元素。其中，铀235还是自然界唯一能够发生可控裂变的元素。不仅能够用来制造原子弹等核武器，更是核反应堆不可或缺的燃料。总之，铀的存在，让人类是又爱又恨。
用好了能让人类彻底摆脱能源桎梏，但一旦失手了，也能让人类瞬间回到原始时代。不夸张的说，谁掌握了铀，谁就拿到了决定人类未来最重要的那把钥匙！
铀，原子序数92
当然，如此珍贵的铀资源，在地球上的储量也极为稀少！根据世界核电协会2019年的统计，目前全球可开采铀资源储量大约在615万吨左右，是不是听起来还挺多的？但事实并非如此，要知道，2021年全球核反应堆的铀需求量已经达到了近7万吨，按这个需求量计算，当前的铀储量满打满算能让我们用90年。
而且当前人类的核电技术仍然处于起步阶段，全球核电占比甚至连10%都不到。一旦核电技术放开，届时需求量将会迅速上升，600多万吨，能让我们用上三四十年就算我们勤俭节约了！更让我们难受的是，中国作为地大物博的代表国家，在铀面前却没什么优势可言，甚至可以将其称之为短板资源！
铀资源储量
据统计，中国的铀资源储量全球排名第九，只有不到25万吨，占全球铀储量的4%！而且我国的铀资源大部分还属于非常规铀，不仅品位低、埋藏深，且开采成本昂贵。正因如此，中国在铀资源研究方面起步较晚。
甚至在研究原子弹期间，十几个省数10万农民被组织起来，漫山遍野找铀矿。最终耗费了一年的时间，才采集到了163吨高品质铀矿石，凑足了第一颗原子弹所需要的浓缩铀。其艰辛程度难以想象！而到了现代，伴随着能源结构的改变，中国铀缺口更是逐年增大！
开采铀矿
中国铀缺口 不容小觑
众所周知，中国是世界第一大人口大国，在电力方面占据全球用电量的1/4以上。因此降低电力成本，提高产电效率就成了当务之急。而核电就是实现这一目标的最佳方式！与火电等传统能源对比，核电燃料成本占比极低。1克铀-235完全裂变时产生的能量约相当于2500吨标准煤，其优势极为明显！
因此，近几年中国的核电技术水平迅速提升。不仅核电站数量也逐年增加，还研制出了华龙一号、国和一号这样的第三代核反应堆。而且伴随着碳中和政策的实行，我国的核电其规模仍在不断扩大之中。但规模和技术的不断发展，也让中国铀资源的需求量逐步增大！
中国铀消费量
根据统计，早在2017年，中国的铀消费量就达到8200多吨，之后需求量逐年上升。截至2021年，中国的铀需求量预计将达到一万吨以上。称得上是铀资源消耗大国。但与之相对的是，中国的铀资源产量却一直维持在2000吨以下。剩下的铀资源，只能从哈萨克斯坦、澳大利亚等产铀大国进口，对外依存度超过70%。
而铀资源的对外依赖性过高，让我国的核电产业很容易受到国际政治、地区动乱等因素的影响。一旦供应出现波动，那对中国蓬勃发展核电事业而言，绝对是不可接受的。因此铀资源独立是中国势在必行的一步！而海水提铀就是中国实现“铀独立”最重要的一项技术！
海水提铀
海水提铀 各国争抢
事实上，铀的稀缺只是相对而言。虽然陆地上的铀只有区区几百万吨，但是在海水之中却赋存了45亿吨铀，其储量是陆地的近1000倍。正因如此，海水提铀一直以来都是核能大国极为重视的一项技术。像美国、日本、欧洲，都在绞尽脑汁的在海水里捞铀。然而理想很丰满，现实却极其骨感！
虽然海水中铀资源总量丰富，但其浓度却极低！低到什么地步呢？一吨海水里只有3.3毫克铀，称得上是微乎其微。再加上海水中的成分极为驳杂，在这种环境里想要将这微量的铀元素提取出来，绝非易事！
正因如此，美国在上世纪70年代实施海水提铀实验，直接因成本问题暂停。即使实现了海水提铀半工业化的日本，在制取成本方面也是极高，根本不具有经济性！总的来说，全球各国都知道海水里有铀资源，但是如何捞出来却成为了世界性难题！
不过值得庆幸的是，如今这一世界难题，终于有望被中国攻克！而攻克这一难题的关键材料，就是开头我们提到的新型功能纳米膜。这是一种基于基于静电纺丝技术，制作出的纳米纤维功能膜。进入海水之后，这种特殊纳米膜会主动吸附海水中的铀元素。其原理就像活性炭吸附水中的杂质类似。
新型功能纳米膜
事实上，利用吸附技术来提取海水中的铀资源，是目前主流的海水提铀方式之一！2019年，美国能源部就曾研发出了发一种新型铀吸附剂。能够在海水中溶解铀元素，将其吸附在一起。其吸附能力，甚至达到了每千克吸附剂，可在海水中提取3.94克铀，堪称最强吸附材料。当时，美国网友还对此大肆吹嘘了一番！
然而此次中国推出的新型纳米膜，在吸附能力却做到了美国吸附剂的8.8倍。一根1米高的圆柱形工业膜组件，能够有效吸附一个足球场面积的海水，全生命周期内，更是能够吸附提取近600克的铀。其性能轻松碾压美国的新型吸附剂！
圆柱形工业膜组件
且中国的新型纳米膜，在吸附选择性上也十分优秀，只会提取海水中的铀粒子，对于海水中的其他20多种元素完全不感兴趣！如此一来，后续的杂质分离难度大幅度降低，其提取成本自然相应减少！
中国海水提铀 未来可期
在2017年，我国在海水中提铀的成本是500美元/千克，而现如今凭借着新型纳米吸附膜，其成本已经降到了150美元/千克。距离目前国际上公认铀矿经济性价格130美元/千克，几乎只有一线之隔。这意味中国的海水提铀技术，真的有望替代进口铀矿石！
进口铀矿石
毕竟以我们中国人的个性，核电产业安全这种能源命脉，无论如何都不能让人卡住脖子。而现如今除非世界格局大幅度变动，否则海水提铀就是我国铀独力计划唯一可 行的方式。为此，在今年4月份召开的中国海水提铀技术创新联盟理事会成立大会上，中国再次重申了海水提铀将实施“三步走”战略。
海水提铀技术创新联盟理事会成立
即先实现海水中提取公斤级铀产品能力；再建造海水提铀吨级示范工程；最终实现海水中提取铀产品连续生产能力。现如今，伴随着新型纳米吸附膜的出现，中国已成功完成第一步。而以这个速度来看，相信中国用不了多久，就能完全实现海水提铀的产业化。届时，不仅中国的核电安全再也不用担心被别人卡脖子，甚至中国的核威慑力都能再上一个台阶。在此，大东也希望这一天早日来到！
中国百万千瓦级压水堆核电技术
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