Атомна енергетика не створює викидів CO2?

Прихильники атомної енергетики завжди кажуть, що однією з великих переваг атомної енергетики є те, що вона не створює викидів двоокису вуглецю (СО2).

Це абсолютно хибне твердження, оскільки на наступних прикладах ви побачите, що викопне паливо, зокрема, нафта в формі бензину та дизельного палива, відіграє важливу роль на кожному етапі ядерного циклу, і при його використанні завжди утворюються викиди СО2.

Це кар’єр № 1 уранового рудника “Рейнджер”. Усі матеріали, що видобувалися з цього кар’єра, вскришні породи та руда, перевозилися вантажівками.

Ці вантажівки працюють на дизельному паливі. Цікаво дізнатися, яка кількість дизельного палива використовується для перевезення певної кількості руди на рік на руднику “Рейнджер”.

 

Якщо нам необхідно збільшити кількість атомних електростанцій, нам також необхідно збільшити кількість цих вантажівок (на будівництво яких, очевидно, витрачається велика кількість енергії викопного палива), а також обсяг дизельного палива. На сьогоднішній день Австралія імпортує 26% свого обсягу споживання дизельного палива, і цей показник підвищується у зв’язку з падінням нашого виробництва нафти.

Виробництво шин для цих вантажівок також є дуже енергоємним і у світі існує дефіцит цих шин.

Руда перевозиться на дробильний завод, що, як правило, розташований неподалік з метою скорочення транспортних витрат. На дробильному заводі здійснюється дроблення породи на порошок. Після цього цей порошок обробляється сірчаною кислотою, для того щоб розчинити уран, залишаючи породу (збіднену руду).

Збіднена руда промивається та нейтралізується з використанням вапна. Шлам перекачується в ставки-сховища для відходів процесу збагачення.

Утримання ставків-сховищ для відходів процесу збагачення потребує використання додаткової техніки, що працює на дизельному паливі.
Енергоємність дроблення руд твердих порід, таких як конгломерати кварцу або граніти, приблизно в 3-4 рази перевищує енергоємність дроблення руд м’яких порід (вапняки та сланці).

Після цього розчин урану, включаючи інші метали, обробляється амінами, розчиненими в гасі, з метою вибіркового відокремлення урану, який потім осаджується з розчину з використанням аміаку з утворенням діуранату амонію або уранового концентрату.

Виробництво всіх цих хімічних продуктів, сірчаної кислоти, вапна, амінів, гасу та аміаку є енергоємним, і необхідна енергія використовується в формі викопного палива, що при використанні утворює СО2.

На заключному етапі урановий концентрат випалюється при температурі 800°C у мазутній печі, що має назву випалювальна піч. Діуранат амонію перетворюється на оксид урану (U3O8) з чистотою 98%, що являє собою темно-зелений порошок, який упаковується для відвантаження в барабани місткістю 44 галони.

Перед відвантаженням (іноді на інший край світу) барабани з оксидом урану складуються вилочними навантажувачами.

Наступний етап передбачає розчинення оксиду урану у фтористо-водневій кислоті та надлишковому фтористому газі з метою утворення газу гексафториду урану:

U3O8 + 16HF + F2 => 3UF6 + 8H2O

Фтористо-воднева кислота є однією з найбільш корозійних та отруйних сполук, відомих людству.

Після цього газ гексафториду урану в балонах транспортується на збагачення.

Уран природного походження складається з трьох ізотопів:
U-238 = 99,2745% ;
U-235 = 0,7200% ;
U-234 = 0,0055%

Незважаючи на його незначну частку у загальній вазі, U-234 утворює приблизно 49% радіоактивних викидів завдяки своєму дуже короткому періоду напіврозпаду.

Стандартний процес збагачення палива у водо-водяному енергетичному реакторі (ВВЕР) перетворює цю суміш на: потік палива: U-238 = 96,4%; U-235 = 3,6% потік відходів збагачення: U-238 = 99,7% ; U-235 = 0,3%
Центрифуги живляться електроенергією, тому живлення цього етапу може здійснюватися за рахунок атомної енергії. Однак, будівництво каскадів центрифуг потребує великої кількості викопного палива.

Після цього низькозбагачений газ гексафториду урану (3,6%) транспортується на завод з виробництва тепловиділяючих елементів.

Газ UF6 перетворюється на порошок двоокису урану (UO2), спресований у таблетки, і випалюється в мазутній печі з метою утворення керамічного матеріалу. Після цього вони завантажуються в гільзу, виготовлену з цирконієвого сплаву. Декілька таких гільз утворюють одну паливну касету.

Цирконій – це металевий елемент, що отримується з циркону, руди силікату цирконію (ZrSiO4), що є побічним продуктом видобування рутилового піску (інший енергоємний вид діяльності). Цирконій природного походження завжди видобувається з гафнієм, який необхідно видалити (з застосуванням значних зусиль) для використання в атомній енергетиці.

На кожну тонну урану в паливі потрібно до 2 тон цирконієвого сплаву.

Свіже паливо має лише середню радіоактивність і з ним можна поводитися без екранування. Після цього паливні касети транспортуються до реактора вантажівкою або поїздом.

Ядерний реактор потужністю 1000 МВт(е) містить близько 100-130 тон двоокису урану, і, як правило, одна третина його замінюється почергово кожного року.

Якщо не враховувати транспортні засоби, якими користуються працівники, для того щоб дістатися на роботу, реактор не створює жодних викидів СО2. Але він використовує електроенергію, а також виробляє її, і оскільки така електроенергія переважно виробляється за рахунок викопного палива, це необхідно враховувати в енергетичному балансі.

Будівництво атомної електростанції потребує великих витрат сталі, а сталь виробляється шляхом плавлення залізної руди коксовим вугіллям.

І атомна електростанція використовує велику кількість бетону, який виготовляється з цементу. Цемент виробляється шляхом дроблення вапняку і його випалювання з використанням викопного палива з метою видалення двоокису вуглецю. Отже, цемент є дуже вуглецевоємним.

Використані тепловиділяючі елементи, як правило, витримуються протягом шести місяців у басейнах для витримки відпрацьованого палива, що розташовані в межах реакторної будівлі, для того щоб забезпечити можливість розпаду короткоживучої радіоактивності, що полегшує поводження з матеріалом. У США та багатьох інших країнах ці відпрацьовані тепловиділяючі елементи залишаються в реакторі протягом трохи довшого проміжку часу, у той час як політики міркують з приводу того, що з ними робити далі.

Відходи ядерного реактора перевозяться автомобільним або залізничним транспортом.

Відпрацьоване паливо утримується під водою до моменту його переробки. Це дозволяє утримувати його охолодженим і створює екран для захисту від радіоактивного випромінювання. У прямоточному процесі тепловиділяючі елементи розчиняються в кислоті, і вилучається плутоній, а решта, включаючи уран, стають високоактивними відходами. У процесі з повторним використанням ядерного палива також регенерується уран.Регенерований плутоній та суміші оксидів плутонію та урану (МОХ) спрямовуються автомобільним транспортом назад на підприємство з виробництва тепловиділяючих елементів для використання в нових тепловиділяючих елементах.

Насправді, це не місце захоронення відходів (це військовий бункер НОРАД у горах Шайен), але воно може виглядати так, якщо його коли-небудь збудують.

Це – поліцейський-охоронник, про це свідчить напис “ПОЛІЦІЯ” на його сумці. Я сподіваюся, що все нормально.

О, це більше схоже на нього. Скільки галонів на милю витрачає кожен з них?

Охоронне спостереження необхідне щоб запобігти доступу терористів до радіоактивних матеріалів.

Особливо сьогодні необхідно забезпечити захист своїх ядерних об’єктів від атак надзвичайно підступних ворогів. Це Tor-M1 – повністю інтегрований бойовий автомобіль з протиракетними/зенітними ракетами, який іранці отримують від Росії для захисту від миротворців.

Як ви бачите, кожний етап ядерного енергетичного циклу включає витрати енергії, що отримується з викопного палива, яке не може замінити атомна електроенергія. Отже, неправильно говорити, що атомна енергетика не створює парникового ефекту.

У документі “Атомна енергетика: енергетичний баланс“, підготовленому Дж.У. Стормом та П. Смітом (2005 рік) (завантажити тут), автори розрахували, що при використанні високоякісних руд, викиди СО2 в результаті повного життєвого циклу атомної електростанції складають приблизно від половини до однієї третини від викидів газової електростанції еквівалентного розміру.

Для низькоякісних руд (менше 0,02% U3O8 на тонну руди) викиди СО2 в результаті повного життєвого циклу атомної електростанції ДОРІВНЮЮТЬ викидам СО2 від еквівалентної газової електростанції.

Отже, виникає наступне запитання: За умови, що заяви щодо парникового ефекту атомної енергетики є хибними, і якщо єдиним способом роботи ядерної промисловості є використання великих кількостей дешевого викопного палива, особливо, дизельного, отриманого з нафти, і враховуючи очікуваний величезний дефіцит нафти в майбутньому, чи є сенс думати про розширення ядерної галузі?

Автор: Дейв Кімбл, вперше опубліковано www.peakoil.org.au
Джерело: resilience.org