Ян Гор-Лесси,
директорУранового
информационного центра, Австралия
Перевод на русский язык
В.С. Малышевского,
Ростовский
информационно-аналитический центр РоАЭС
Оглавление
Уран на земле есть везде.
Уран - это металл, примерно такой же, как олово или цинк, который содержится в
большинстве пород и даже в морской воде. Некоторые типичные концентрации урана в
различных средах приведены в таблице (ppm - промилле, одна миллионная часть).
| Высокосортные источники | 2 % U или 20000 ppm U |
| Низкосортные источники | 0.1 % U или 1000 ppm U |
| Гранит | 4 ppm U |
| Скальные породы | 2 ppm U |
| Среднее количество в земной коре | 1.4 ppm U |
| Морская вода | 0.003 ppm U |
Источники урана - это, например, геологические породы, из которых извлекается уран. При
этом затраты на его экстракцию должны окупаться сложившимся рыночным ценам. В настоящее
время ни морская вода, ни любые граниты не являются источниками, но, в принципе, могут
стать таковыми, если цены на уран будут достаточно высоки. Изучение природных ресурсов
и возможных иных источников, из которых возможно рентабельное извлечение урана, влияет
на соотношение затрат и цен. Изменения в затратах или ценах могут заметно повлиять и на
оценки ресурсов урана. Однако, любые прогнозы пригодности какого-либо минерала для
извлечения из него урана, основанные на сегодняшних стоимостных показателях и сегодняшнем
уровне геологических знаний, вероятно, будут чрезвычайно грубыми. Таблица 7 иллюстрирует
сегодняшнюю оценку ресурсов урана. Заметим, что Австралия располагает основной частью
(приблизительно 27%) мировых запасов дешевого урана, а Канада - 15%.
Оценивая ресурсы урана на основе только стоимостных категорий и существующих
типов реакторов можно сделать вывод, что их достаточно для использования лишь в
течение половины столетия. По сравнения с большинством других полезных ископаемых
это является верхним пределом из всех существующих надежных ресурсов. Дальнейшие
геологические исследования и более высокие цены на уран неизбежно приведут к использованию
иных ресурсов, поскольку существующие, рано или поздно, будут исчерпаны. Можно ожидать,
что двойное увеличение цены по сравнению с существующим уровнем, десятикратно увеличит
оценку существующих ресурсов.
Таблица 7
Оценка мировых ресурсов урана |
|---|
| Страна | Тонн, U3O8 | Процент от общих запасов |
|---|
| Австралия | 889 000 | 27 % |
| Казахстан | 558 000 | 17 % |
| Канада | 511 000 | 15 % |
| Южная Африка | 354 000 | 11 % |
| Намибия | 256 000 | 8 % |
| Бразилия | 232 000 | 7 % |
| Россия | 157 000 | 5 % |
| США | 125 000 | 4 % |
| Узбекистан | 125 000 | 4 % |
| Всего в мире | 3 340 000 | |
Более широкое распространение реакторов на быстрых нейтронах (быстрых реакторов-размножителей
или реакторов-бридеров, см. 4.2) могло бы шестидесятикратно (и более) увеличить эффективность
использования урана. Этот тип реакторов может работать на плутониевом топливе, произведенном в
обычных реакторах, и эксплуатироваться в замкнутом цикле с собственным заводом по переработке
отходов. Каждый такой реактор, загруженный первоначально естественным ураном, очень быстро
достигает стадии, когда каждая тонна руды выдает в 60 раз больше энергии, чем в обычном реакторе.
Требования к топливу для реакторов
Все, вместе взятые, ядерные реакторы в мире, с общей мощностью 350 ГВт, требуют приблизительно
75000 тонн концентрата двуокиси урана каждый год. Одновременно со все более и более
продуктивным использованием этой мощности (с более высокими коэффициентами использования),
повышаются и требования к урановому топливу. Факторы, увеличивающие потребности в топливе,
возмещаются тенденцией к его более эффективному выгоранию в реакторах, и поэтому спрос на
урановое топливо в настоящее время стабилен. В течение последних 18 лет (с 1993 года)
количество электроэнергии, произведенной на ядерных установках, увеличилось в 5.5 раз,
то время как потребление урана увеличилось только в 3 раза. Вероятно, что ежегодное потребление
урана начнет слегка возрастать только после 2010 года. Эффективность топлива измеряют в
МВт днях на тонну урана (МВт день/т), и многие страны увеличивают начальное обогащение
топлива (например, от 3.3% до 4.0% U-235) и затем сжигают его более долго, оставляя
лишь 0.5 % U-235 в топливе. Это приводит к тому, что выгорание увеличивается от 33000
МВт день/т до 45000 МВт день/т. С другой стороны низкие цены на уран подразумевают,
что обогатительные предприятия должны функционировать таким образом, чтобы удовлетворить
требования к топливу, и не отправлять большое количество U-235 в отвал*.
|
*Увеличение содержания U-235 в отвалах от 0.25 % до 0.30 % при обогащении
урановой руды до 3.5%, приводит к увеличению количества отвала от 7.0 до 7.8 кг на
один килограмм обогащенного топлива. |
Переработка топлива, отработанного в обычных легко-водных реакторах (см. 5.2),
также способствует более эффективному использованию существующих ресурсов (с коэффициентом
до 1.3). В настоящее время плутоний (пригодный для реакторов), и являющийся результатом
переработки, используется в смешанном с обедненным ураном, так называемом, "окисном топливе"
(MOX-топливо).
Другой фактор, который может аналогично влиять на уровень потребления урана -
топливный цикл, развиваемый в настоящее время Кореей и Канадой. Эта схема позволяет
использовать на реакторах "CANDU" отработанное в водяных реакторах топливо без
дополнительной химической переработки. Реакторы CANDU в настоящее время работают
на естественном урановом топливе (0.7 % U-235) с выгоранием приблизительно 7500
МВт день/т. Эти реакторы могут слегка "подпитываться" обогащенным урановым топливом
(до 1.2 % U-235), и увеличивать выгорание до 20000 МВт день/т без существенных
конструктивных изменений. И это уже делается, поскольку цены на уран непрерывно
увеличиваются. Целью всех способов повышения эффективности в использовании топлива
является, в конечном счете, уменьшение количества добычи урана для обеспечения
топливом каждого произведенного киловатт-часа электроэнергии.
В начало страницы
Назад | Вперед
Посмотреть комментарии[1]
|
