Уранові підземелля уран - навіщо він потрібен і де його взяти
Давайте згадаємо деякі цифри - вони знадобляться, щоб краще розуміти, яке значення має уранова руда для атомного проекту.
Нагадаю, що Європа і США до 80-х років збагачували уран лише на «сіточках», витрачаючи на цю роботу гігантську кількість електрики. Технологічний момент, але, як то кажуть, з великими наслідками. Гексафторид природного урану можна «висмоктувати» по 235-му ізотопу до упору - так, щоб в «хвостах» його залишалося мінімальна кількість. Але що це означає в разі дифузійного методу? Більша кількість «сіточок», більшу кількість ємностей під вихідний гексафторид і, зрозуміло, більшу кількість витрат на електроенергію. А це все збільшує собівартість, псує економічні показники, знижуючи прибуток. Не цікаво, в загальному. Тому в західних «хвостах» урану-235 - 0,3%, а в подальшу роботу йде 0,4%. При таких «хвостах» картинка виходить наступна: на 1 кг НОУ потрібно 8 кг руди + 4,5 ЕРР (одиниць розділової роботи).
У ватників картинка була і залишається дещо інший - адже робота наших «голок» набагато менш затратна. Пам'ятайте - «голці» потрібно в 20-30 разів менше електроенергії на 1 ЕРР. Економити розділову роботу особливого сенсу не було, вихідний гексфторід урану «вижимався» ретельніше: в наших «хвостах» залишається 0,2% урану-235, в подальшу роботу зі збагачення йшло 0,5%. Здавалося б - різниця всього 0,1%, навіщо звертати увагу на таку дрібницю? Та не все так просто: на наших «голках» для отримання 1 кг НОУ потрібно 6,7 кг руди + 5,7 ЕРР. На 1,3 кг руди менше - тобто ми до своїх надр ставилися значно дбайливіше, ніж демократи.
Але і це ще не все. 1 ЕРР на наших центрифугах коштує близько 20 доларів, на «сіточках» 1 ЕРР коштувала від 70 до 80. Значить, для Заходу родовище урану, в якому собівартість руди, припустимо, 100 доларів - дуже дорого. Давайте на калькуляторі 1 кг НОУ порахуємо, щоб зрозуміло було.
1 кг НОУ = 8 кг руди + 4,5 ЕРР, тобто
1 кг НОУ = 8 х 100 + 4,5 х 70 = 1 115 доларів.
А тепер ставимо наші цифри і отримуємо:
1 кг НОУ = 6,7 кг руди + 5,7 ЕРР
1 кг НОУ = 6,7 х 100 + 5,7 х 20 = 784 доларів
Значить, родовище урану, яке для цивілізованого Заходу було занадто дорогим для нас - саме те. Грубо - для нашої технології урану на Землі БІЛЬШЕ, ніж для західної. З того моменту, коли Європа освоїла центрифуги ЦІППО, запаси урану в світовій статистиці різко збільшилися, хоча брати-геологи для цього палець об палець не вдарили: вже відкриті раніше родовища стали визнавати комерційно вигідними, ось і все. Але URENCO включила свої центрифуги в 80-е, а АЕС в Європі і в Штатах з'явилися набагато раніше, але ж? Значить, з кінця 40-х років минулого століття родовища урану експлуатувалися вкрай розмашисто, без економії на природних рудах. Грубо кажучи, Захід «вбивав» одне родовище за іншим, перескакуючи на нові. А моторошно неощадливий Мордор нікуди не поспішав: знайшли родовище і висмоктували його до денця, без суєти і без поспіху. При цьому не можна забувати про те, що всі роки холодної війни ядерні країни дуже активно нарощували запаси урану збройового, високозбагаченого, а для цього йде куди більше природного уранової руди. Грубо - на 1 кг ВЗУ йде 275 кг руди, а рахунок ВЗУ в країнах ядерного клубу йшов на сотні тонн. А ВЗУ це ще і не тільки зброю - на ньому працюють реактори підводних човнів, на ньому працює безліч дослідницьких реакторів. Загалом, витрачало людство свої уранові руди вельми і вельми інтенсивно, і все, що ми з вами можемо сказати на своє виправдання - не ми першими почали.
Є ще один момент, про який потрібно знати. Коли нам кажуть: «видобуто стільки-то тонн уранової руди», важливо розуміти, що мова йде не про гори якихось там камінчиків або металевих злитках. У уранової промисловості всі запаси руди традиційно перераховують в концентрат урану - якщо точніше, то U3 О8, закис-окис. Традиційно це був порошок жовтого кольору і називали його «жовтим кеком», але тепер це вже трошки застаріло. У процесі збагачення руди застосовується цілий цикл її обробки, одна із складових частин якого - випал. В останні роки на різних заводах застосовують різні температури, тому колір концентрату урану виходить дуже різним - від темно-зеленого до чорного. Але процедура обробки руди - окрема тема, досить велика, а ми поки пробуємо розібратися з родовищами і здобиччю. Відкладемо, але запам'ятаємо: всі розмови про урановій руді - це розмови про концентраті урану. І це правильно - вже дуже різними бувають ці руди, занадто різна кількість урану в них є, так що без такої ось «стандартизації» було не обійтися.
Клапрот хімічив вельми старанно: оливо мінерали при різних температурах, з повітрям і без оного, поливав всякими кислотами і царською горілкою, поки, зрештою, не отримав спечену масу з чітко видимими крупинками металу. Справа була в 1789 році - через 8 років після того, як астрономи відкрили невідому до того планету, названу ними Уран. Ось що писав з цього приводу сам Клапрот: «Раніше визнавалося існування лише 7 планет, які відповідали 7 металів, які і носили назви планет. У зв'язку з цим доцільно, слідуючи традиції, назвати новий метал ім'ям знову відкритої планети. Слово «уран» походить від грецького - «небо», і, таким чином, може позначати небесний метал ». З першовідкривачами не сперечаються - ось і маємо ми тепер справа з цим самим «небесним металом».
Самому Клапроту, втім, отримати чистий уран не вдалося, цього домігся лише в 1840 році Е.М. Пелиго. У 1896 році Беккерель виявив, що з'єднання урану засвічують фотопапір - так починалося дослідження радіоактивності. До самого грізного і страшного зброї, до найбільшого «запасників енергії» людство рухалося неквапливо ...
А ще уранові руди поділяють на 5 класів в залежності від того, за допомогою якої саме технології видобувається і переробляється небесний метал. Грубо - які саме переробні заводи потрібно створювати біля родовищ. Це теж така традиція: оскільки концентрація урану завжди маленька, мільйони тонн породи ніхто нікуди возити і не думає. Шахта, рудник, кар'єр і впритул - все, що потрібно для переробки.
Причин не вірити в те, що боротьба Росатома за замкнутий ядерний цикл закінчиться успіхом - на мій, звичайно, погляд - просто немає. Вам таку заяву здається зайво сміливим? А давайте оглянемося навколо, на хвилиночку дозволивши собі забути, що головне досягнення людства - свіжа модель айфона. В надійність наших технологій не просто вірять, а підписують контракти на будівництво АЕС не тільки «старі клієнти» - такі, як Угорщина, Іран і Фінляндія, Китай та Індія. Вперше з'являться АЕС в Єгипті, у В'єтнамі, в Білорусії, в Туреччині, в Бангладеш, в Індонезії - і це будуть АЕС українського виробництва. Значить, не я один вірю в наші технології, в їх поступальний розвиток. І не в одного у мене зріє впевненість в тому, що при черговому стрибку розвитку технологій запаси урану можуть виявитися більшими, ніж запаси вуглеводнів ... І не будемо скидати з рахунків ще один можливий резерв урану - нові родовища. Є, наприклад, така країна, де рівень освоєння території геологічною розвідкою до сих пір не сильно перевищує 60% - Україна. Є країни, де взагалі не до геологічної розвідки - наприклад, Афганістан, Еритрея.
Але розгляд перспектив атомної енергетики - окрема і дуже серйозна тема, яку варто залишити на потім. А ця замітка - вступна до «Урановим підземеллях», в якій я хочу запропонувати подивитися: що було, що стало, і як ми докотилися до такого життя. Ну і, само собою - без розповідей про нових айфонах від велико-могутніх США справа теж не обійдеться. Їх є у мене і, як зазвичай, придумувати нічого не треба було.