- Яка енергоємність урану в порівнянні з органічним паливом?
- Один кілограм низькозбагаченого урану (до 4% по урану-235), який використовується в ядерному паливі, при повному розщепленні ядер урану-235 виділяє енергію, еквівалентну спалюванню приблизно 100 тонн високоякісного кам’яного вугілля (2 великих вагони) або 60 тонн нафти.
Таблетка урану 9 г = 927 кг вугілля
= 26892000 кДж
= 7470 кВт/год
= 612 л нафти
= 486 м3 природного газу
= 1917 кг деревини
= 648 л бензину
Капітальні вкладення у розвиток уранодобувної промисловості у десятки разів менші від витрат, необхідних для адекватного розвитку вуглевидобутку. Наприклад, введення в експлуатацію найбільшого в Європі Ново-Костянтинівського рудника дозволить виробляти з видобутого урану 46 ТВтг електроенергії щороку. Для виробництва такої ж кількості електроенергії на теплових електростанціях необхідне введення в дію 28-30 вугільних шахт з обсягом видобутку приблизно 1 млн. тонн вугілля на рік кожна.
- Що таке ядерно-паливний цикл і які його основні типи?
- Ядерно-паливним циклом (ЯПЦ) називається сукупність процесів і операцій, що охоплюють весь технологічний ланцюжок обігу ядерного палива - від видобутку руди до утилізації відпрацьованого ядерного палива (ВЯП). Підхід до останньої операції визначає тип ЯПЦ. Якщо подальше використання ВЯП після його видалення з реактора не планується, то воно розглядається як радіоактивні відходи і відправляється на довгострокове зберігання, а в перспективі - на остаточне («вічне») поховання. Такий цикл називається «відкритим» або «розімкнутим». Але ВЯП можна переробити, щоб знову використати невигорілий уран і плутоній, що утворився при опроміненні палива у реакторі.
Такий варіант ЯПЦ називається «замкнутим по урану». Якщо ж в оборот палива включається й отриманий з ВЯП плутоній, то мова йде про ЯПЦ, замкнутий по урану і плутонію.
У більшості країн темпи наробітку ВЯП як з технічних, так і економічних причин перевершують потужності його радіохімічної переробки, тому більша частина ВЯП після вивантаження з реактора і витримки в пристанційному сховищі направляється на тривале (десятки років) зберігання. Такий підхід до організації ЯПЦ називається «відкладеним».
- Чому саме уран відіграє виняткову роль у ядерній енергетиці?
- Уран - єдиний елемент таблиці Менделєєва, один з ізотопів якого, що зустрічається в природі, уран-235, добре ділиться повільними нейтронами. Такими властивостями наділені і деякі інші ядерні матеріали (уран-233, плутоній-239), однак їх у природі немає, вони можуть бути отримані лише штучно. Тому ці ядерні матеріали прийнято називати вторинними - на відміну від первинного урану-235, який у ядерній енергетиці нічим не замінити (у всякому разі, у найближчому майбутньому).
- Скільки урану на Землі? Які уранові руди вважаються багатими, які - бідними?
- Середня концентрація урану в земній корі більша, ніж, наприклад, срібла (майже в 30 разів) або золота (приблизно в 1000 разів). Його завжди багато, наприклад, у гранітах - близько 25 г/т. Однак уран належить до числа розсіяних елементів - лише невелика його частина сконцентрована в родовищах з багатими рудами (до цієї категорії відносяться руди з вмістом урану понад 0,3 %). А сучасною межею економічно рентабельного цільового видобутку урану вважається величина від 0,001 % до 0,5 %.
- Де розташовані уранові родовища у світі, скільки урану на них добувається?
- Сумарні світові запаси урану оцінюються величинами від 5 до 11 млн. тонн. Перші місця в списку найбільш багатих ураном держав займають Австралія, Казахстан і ПАР. За ними ідуть Намібія, Канада, Нігерія, Узбекистан і США. Приміром, у Канаді існують багаті родовища з вмістом урану в руді до 23 %.
440 діючих реакторів в світі щорічно використовують 77 тисяч тонн урану. За прогнозами МАГАТЕ до 2050 року потреби в ядерному паливі зростуть до 180 тисяч тонн на рік. Ядерне паливо виробляється в шести країнах світу. Україна має значні запаси уранової руди і може стати сьомим виробником палива для атомних станцій.
На цей час потреби атомної енергетики України задовольняються за рахунок вітчизняного урану лише на 30%. Тому одним з найважливіших завдань уранової промисловості України є збільшення виробництва концентрату природного урану до, як мінімум, повного забезпечення потреб вітчизняних АЕС.
На території України знаходиться одна з найбільших у світі уранорудних провінцій. За досить низького вмісту урану в рудах, родовища України мають низку особливостей, які забезпечують конкурентну здатність виробленого уранового концентрату.
В даний час видобуток урану з родовищ планети забезпечує лише близько 60% поточних потреб АЕС світу. Дефіцит виробництва урану покривається в основному за рахунок складських запасів. За прогнозом МАГАТЕ і Світової ядерної асоціації (WNA), світові потреби в урані неухильно зростатимуть: з 62 тис. тонн у 2000 році - до 75 тис. тонн у 2020 році. За кількістю загальних запасів урану у світі виділяються Австралія, Казахстан і Канада із запасами більш як 400 тис. тонн урану у кожній країні. На їх частку припадає 53% світових загальних запасів урану. До групи країн із запасами більше 100 тис. тонн урану входять: ПАР, Бразилія, Намібія, Росія, США, Узбекистан. Основні країни-виробники урану: Канада, Австралія, Нігерія, США, Намібія. Провідними компаніями з виробництва уранових концентратів, що випускають більше 2 тис. тонн урану в концентратах на рік, є: Comeco (Канада), Cogema (Франція), ERA (Австралія), Uranerzbergbau (Німеччина) і Rio Tinto (Англія). На частку цих п`яти компаній припадає більше 65% світового виробництва уранових концентратів.
- Де добувається уран в Україні?
- За розвіданими запасами урану Україна займає перше місце в Європі і шосте в світі, але добуває при цьому щорічно 800 т урану, це лише 30% від внутрішніх потреб уранової сировини - 30% від кількості, необхідної для виготовлення палива для чотирьох вітчизняних АЕС. Уран українського походження поставляється російській корпорації ТВЕЛ, яка є монополістом в постачанні ядерного палива на українські АЕС. На сьогодні в Україні 12 розвіданих родовищ урану (найбільше на Кіровоградщині), їх запаси зможуть забезпечити потреби діючих АЕС на 100 років.
В Жовтих Водах (Дніпропетровська область) працює Східний гірничо-збагачувальний комбінат (СхідГЗК), який спеціалізується на розвідці, добуванні, переробці та виробництві урану (закис-окис урану – U308), який після збагачення в Росії використовується для виробництва ядерного палива. До складу СхідГЗКу входять три шахти, які забезпечують промислове виробництво восьмисот тонн урану в рік. Державний СхідГЗК - єдине в Україні підприємство з виробництва концентрату природного урану. 85% продукції СхідГЗКу складає концентрат природного урану, який він постачає в Росію для збагачення, 15% - продукт для машино- та приладобудування та сірчана кислота.
До складу СхідГЗКу входять Смолінська (Кіровоградська область) та Інгульська шахти (Кіровоград), гідрометалургійний завод, науково-дослідний комплекс автоматизації і механізації та сірчанокислотний цех.
Ще більші перспективи відкриє будівництво шахти на Ново-Костянтинівському родовищі (Кіровоградська область). Після її введення наша країна не тільки повністю задовольнить власні потреби в урановій сировині, але і зможе налагодити її експорт.
Умовою, що забезпечить реалізацію перспективи України як одного з основних у світі виробників природного урану, є стабілізація діючого виробничого потенціалу з поетапним збільшенням потужностей з виробництва урану. На діючих шахтах планується відпрацювати запаси Ватутінського, Мічурінського та Центрального родовищ. Виведення з експлуатації діючих шахт передбачається у 2020 – 2025 рр.
Подальше зростання обсягів видобутку передбачається за рахунок освоєння нових родовищ. Насамперед планується завершити будівництво і введення в експлуатацію промислового комплексу з відпрацювання Ново-Костянтинівського родовища. Повне забезпечення потреби АЕС України в урановому концентраті планується за рахунок будівництва нових видобувних комплексів на Северинівському та інших родовищах, створення потужностей з відпрацювання Сафонівського та інших родовищ піскового типу методом підземного свердловинного вилудження.
