Уран - Атомна енергетика в Україні

Атомна енергетика

Уран

Уран — найбільш енергонасичене паливо, яке можливо використовувати при сучасних технічних можливостях. Декілька кілограмів урану здатні виробити стільки ж електричної і теплової енергії, скільки тони вугілля і нафти або тисячі кубометрів газу.

Уран — дуже важкий сріблясто-білий метал. У чистому вигляді він трохи м’якший за сталь, ковкий, гнучкий. Хімічно уран дуже активний: він швидко окислюється на повітрі, покриваючись при цьому веселковою плівкою оксиду. Вода здатна роз’їдати метал: поволі при низькій температурі і швидко при високій. При сильному струшуванні металеві частинки урану починають світитися. Урану в земній корі приблизно в 1000 разів більше, ніж золота, в 30 разів більше, ніж срібла, і майже стільки ж, скільки свинцю і цинку. Проте лише відносно невелика частина покладів урану сконцентрована в родовищах, де вміст урану в сотні разів перевищує його середній вміст в земній корі.

Вперше уран був виявлений в Чехословаччині у вигляді мінералів уранініту, а також в Африці і північно-західній частині Канади. Уранініт є щільним безводним оксидом урану, який зустрічається в суміші з мідними і танталовими рудами, а також з іншими мінералами. Природний уран зустрічається також в пісковиках. Вміст урану в мінералізованій породі складає в середньому 0,04 — 0,25% U3O8. Запаси цих родовищ коливаються від декількох сотень до кількох тисяч тон урану. Поблизу оз. Еліот в Канаді і на уранових родовищах Вітвотерсенде в Південній Африці уран міститься в кварцево-галечних конгломератах в змістом урану від 0,03 до 0,13%. Запаси цих родовищ досягають 75 тис. т урану. Інший тип родовищ, так зване протерозойске залягання, виявлений в районі оз. Атабеська в Канаді і в басейні р. Алігатор в Австралії. Запаси цих родовищ дорівнюють приблизно 0,15 млн. т із змістом урану до декількох відсотків. Уран міститься також в скельних породах. Такі родовища відомі в Намібії, Гренландії, на Алясці і в Бразилії; запаси їх досягають 40 тис. т, а вміст урану — 0,13%.

Уранові родовища класифікуються за вартістю витягання урану, яка визначається витратами на добування, переробку і отримання одиниці продукту. Прийнято оцінювати запаси урану по двох вартісних категоріях; до 80 і від 80 до 130 дол. за 1 кг урану. Проте слід зазначити, що ці вартісні категорії не відображають реальну ціну урану.

Уранові запаси класифікуються також по категоріях, що характеризують ступінь їх технологічної розвіданої. В основному застосовуються дві категорії: розвідані або достовірні запаси і вірогідні або можливі запаси. Вірогідні або можливі запаси складають близько 1,6 млн. т за ціною до 80 дол/кг і близько 1,1 млн. т за ціною 80 — 130 дол/кг.

Таким чином, достовірні запаси дорівнюють приблизно 2,3 млн. т, а вірогідні 2,72 млн. т урану.
При видобуванні руди із змістом урану 0,1% для отримання 1 т оксиду урану U3O8 необхідно витягувати з надр приблизно 1000 т руди, не рахуючи колосальної кількості порожньої породи від розкритих і прохідницьких виїмок. Таку величезну масу руди краще всього переробляти і збагачувати в безпосередній близькості від копальні. В даний час вважають економічно за доцільне переробляти руди із змістом оксиду урану 0,05–0,07%. Все ширше в практику упроваджується комплексна переробка уранових руд з попутним витяганням інших цінних компонентів (фосфор, ванадій, сіра, молібден, залізо, мідь, золото, рідкоземельні елементи).
Добування уранової руди здійснюється в основному або шахтним, або кар’єрним способом — залежно від глибини залягання рудних пластів. У 2005 р. на підземні копальні приходилося 38% маси добутого в світі урану, на відкриті родовища (кар’єри) — 30%, способом підземного вилуговування добувалося 21% урану, ще 11% виходили як побічний продукт при розробці інших видів корисних копалини.

Добування уранових руд по країнах світу станом на 2005 рік

Канада 11 628
Австралія 9 519
Казахстан 4 357
Росія 3 431
Намібія 3 147
Нігер 3 093
Узбекистан 2 300
США 1 039
Україна 800
Китай &
nbsp; 750
ЮАР 674
Чехія 408
Індія 230
Румунія 90
Німеччина 77
Пакистан 45
Франція 7
Бразилія 300

Всього в світі 41 595

Окрім відомих в даний час місць добування урану при оцінці уранових запасів необхідно брати до уваги і «передбачувані» (теоретичні) запаси урану. На відміну від відомих, передбачувані запаси або знаходяться в нових районах, або в таких родовищах, де добування урану ще не проводилася. Наявність передбачуваних запасів заснована на тому, що відомі в даний час запаси урану, ймовірно, не є єдиними в природі.
.
Великий ступінь невизначеності оцінок позначається на різниці між верхньою і нижньою межами. Проте, варто відзначити, що навіть якщо передбачувані запаси дійсно існують, то немає гарантій, що вони будуть відкриті, а якщо і будуть відкриті, то, можливо, вони виявляться непридатними для промислового використання.

Описи родовищ з низьким змістом урану (менше 0,005%) при вартості витягання урану більше 130 дол/кг приведені в різній літературі. Ці родовища містяться в пісковиках, гранітах, карбонатитных і фосфатних скельних породах. Вміст урану у фосфатах коливається від 0,005 до 0,0013%. Розробка таких родовищ урану для отримання енергії є заходом вельми сумнівним. Слід також відзначити, що розробка родовищ з низьким змістом урану може зробити такий великий вплив на навколишнє середовище, що здобич урану стане практично нереальною.

Слід згадати, що уран також міститься в морській воді, де середня концентрація його рівна 3,4 мкг/л. Технологія витягання урану з морської води ще не розроблена, проте підрахована орієнтовна вартість процесу отримання урану — 1550 дол/кг для наземних систем і 775 дол/кг для морських систем. Враховуючи викладене, можна укласти, що отримання урану з морської води в даний час не представляється доцільним.