Где добывают уран в россии: Добыча урановой руды в России. «Большая тройка»

Раньше везли урановые хвосты, сейчас — регенерированный уран. В чём разница?

Большинство АЭС в мире сегодня работают на энергии, получаемой при распаде изотопа уран-235. Изотопы — это разновидности одного и того же химического элемента с разным атомным весом. У природного урана их три — 238U (примерная концентрация 99,3%), 235U (0,7%), 234U (0,0054%). Чтобы получить ядерное топливо для АЭС, содержание изотопа 235U в массе нужно увеличить до уровня 3-5%. Для этого уран должен пройти через процедуру обогащения — его в газообразном состоянии (в виде гексафторида) закачивают в специальные центрифуги, в которых благодаря высокой скорости вращения создаётся центробежная сила, превышающая силу тяготения Земли. Во время этого процесса атомы самого тяжёлого из трёх изотопов – 238U – отделяются от более лёгких. За счёт этого концентрация 235U увеличивается. 

В результате действия центрифуги образуется два продукта: обогащённый уран, который на 3-5% состоит из 235U, а значит, уже может использоваться для производства ядерного топлива, и обеднённый гексафторид урана (ОГФУ), в котором доля 235U составляет порядка 0,3%. Эти остатки и называются «урановыми хвостами». Например, из 100 тонн гексафторида с содержанием 0,7% урана-235 можно получить 10 тонн более обогащённого (до 5%) гексафторида и 90 тонн ОГФУ. Сейчас в распоряжении «Росатома» находится около 1 млн тонн такого ОГФУ (в просторечии — «урановых хвостов»). 

Кроме того, изотоп 235U можно получить из отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) АЭС. Эта технология сама по себе очень грязная, при её использовании образуется большое количество твёрдых и радиоактивных отходов. ОЯТ извлекают из реактора после завершения ядерного цикла и перерабатывают — так и получается регенерированный уран. Дальше его можно обогатить, предварительно очистив от нежелательных изотопов, которые в виде жидких растворов закачиваются на СХК под землю. Для обогащения очищенного регенерата «Росатом» использует те же центрифуги — груз из Франции ожидает такая же судьба. 

Мировые запасы дешёвого и доступного урана ограничены. По самым оптимистичным оценкам, их хватит ещё как минимум на 80 лет при нынешних мощностях. Урановые месторождения бывают трёх видов: с низкой себестоимостью (до $80 за килограмм урана), средней (до $130) и высокой (до $260). В России находятся всего 2% от мировых запасов урана с низкой себестоимостью. Для сравнения у Казахстана этот показатель равен 31%, у Канады — 15%, у ЮАР, Китая и Бразилии — по 11%. Сейчас многие страны вынуждены переходить на более дорогие запасы — это влияет на рентабельность бизнеса и стоимость атомной энергии. Освоение новых месторождений тоже затруднено, так как с момента проектирования до старта добычи урана может пройти 10-15 лет — долго и ресурсозатратно. 

«Росатом» уже сейчас испытывает определённый дефицит уранового сырья. Запасы с низкой себестоимостью (ниже $80 за килограмм) будут практически исчерпаны уже через 20 лет, то есть, к 2040 году. Из-за этой нехватки сырья компаниям и приходится покупать за границей обеднённый и регенерированный уран. 

В 2020 году потребление урана в России составило 10,3 тысячи тонн, из которых только 2,8 тысячи были закрыты за счёт добычи на территории страны, остальную долю заняло импортное сырьё. При этом, по данным МАГАТЭ, регенерированный уран замещает природный в пределах 1% (с учётом его использования только в Швейцарии, Великобритании и России). 

Радиоактивный груз, следующий из Франции, сможет закрыть часть потребностей «Росатома» в урановом сырье на короткий промежуток времени. Представители компании считают, что эти тысячи тонн «позволят сэкономить столько природного урана, сколько бы пришлось добывать на руднике в течение нескольких лет». Это возможно, если сравнивать, например, с подземным месторождением Стрельцовским: ежегодно на нём добывают порядка 550 т природного урана. 

Европейским странам дешевле отправлять уран на обогащение «Росатому», чем делать это у себя. На это зарубежные компании толкают низкая стоимость электроэнергии и более дешёвая рабочая сила в России.

С 2011 года рыночная конъюнктура складывается таким образом, что дообогащать обеднённый уран из-за рубежа становится выгодно. С этим, вероятно, связано возобновление контрактов на поставку обеднённого урана из Германии в 2019 году. Что особенно примечательно, «Росатом» в рамках этого контракта лишь предоставляет услуги по обогащению урана и возвращает готовый продукт, оставляя на территории России только сверхобеднённый уран, то есть, дважды использованный.

Использование урана вредит экологии на всех этапах ядерно-топливного цикла (ЯТЦ) начиная с добычи. При разработке месторождения выделяется радиоактивный газ радон, который через трещины в горной породе может попадать в атмосферу. Типичным загрязнителем окружающей среды можно назвать углекислый газ — результат использования большого количества техники на дизельном топливе при транспортировке урана. Как и метан, который, к слову, иногда тоже выделяется на шахтах, углекислый газ обладает парниковым эффектом и негативно влияет на климат. И это мы говорим только о самых первых этапах ЯТЦ. 

Радиоактивные отходы, которые неизбежно образуются в процессе выделения урана из ОЯТ, полностью не утилизируются, а отправляются в специальные хранилища. Те из них, которые планируют оборудовать под землёй, ещё называют «могильниками». С течением времени контейнеры могут поддаваться коррозии и разрушаться, что может привести к утечкам, которые окажут негативное влияние на окружающую среду.

Пока «Росатом» и другие атомные корпорации ищут решения для замещения 235U, в мире успешно развиваются другие — неядерные технологии получения энергии. Так, в 2019 году «зелёные» источники энергии (без учёта гидроэлектростанций) произвели больше электроэнергии, чем АЭС. 

Если раньше государствам приходилось финансово поддерживать проекты в сфере развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ), создавать налоговые поблажки или ещё каким-то образом стимулировать рынок, то сейчас, например, в Германии «зелёные» станции начинают самоокупаться. Ветровые и солнечные электростанции уже достигли паритета цены, а по мощности вполне сопоставимы с традиционными источниками энергии.

Дальнейшее развитие ВИЭ и инвестиции в эту сферу позволят в перспективе добиться более низкой цены на электроэнергию и снижения углеродных выбросов. Поддержите нашу работу. Только вместе мы сможем добиться применения «зелёных» технологий для спасения планеты.

климат энергетика

Интересные публикации

Сеул – город Солнца

В октябре 2020 года Южная Корея пообещала достичь углеродной нейтральности к 2050 году. Тогда президент…

Владимир Асикритов

Инструкции

World Uranium Mining – Всемирная ядерная ассоциация

/ / / / Мировая добыча урана

(обновлено в июле 2022 г.)

• Около двух третей мирового производства урана на рудниках приходится на Казахстан, Канаду и Австралию.
• Все большее количество урана, в настоящее время превышающее 60%, производится методом подземного выщелачивания.

В 2021 году Казахстан произвел наибольшую долю урана на рудниках (45% мировых поставок), за ним следуют Намибия (12%) и Канада (10%).

Добыча на рудниках (тонн U)

* Данные Всемирной ядерной ассоциации. NB: цифры в этой таблице могут меняться по мере поступления новых данных. Итоги могут не суммироваться точно из-за округления.

Методы добычи меняются. В 1990 году 55% ​​мирового производства приходилось на подземные шахты, но к 1999 году этот показатель резко сократился до 33%. С 2000 года новые канадские шахты снова увеличили его. Добыча методом подземного выщелачивания (ISL, также называемая in situ recovery, ISR) неуклонно увеличивает свою долю в общем объеме, в основном за счет Казахстана, и в 2021 году на его долю приходилось более 60% добычи:

Обычные шахты имеют мельницу, где руда дробится, измельчается, а затем выщелачивается серной кислотой для растворения оксидов урана. На мельнице обычной шахты или на очистных сооружениях ISL уран затем отделяют ионным обменом перед сушкой и упаковкой, обычно в виде U ₃ О ₈ . На некоторых заводах и предприятиях ISL (особенно в США) вместо серной кислоты используется карбонатное выщелачивание, в зависимости от рудного тела. Если уран извлекается как побочный продукт, т.е. меди или фосфата, процесс обработки, вероятно, будет более сложным.

В течение 1990-х годов отрасль по производству урана консолидировалась за счет поглощений, слияний и закрытий, но она снова диверсифицировалась благодаря многонациональной структуре собственности Казахстана. Более половины добычи урана приходится на государственные горнодобывающие компании, некоторые из которых отдают предпочтение надежным поставкам, а не рыночным соображениям. В 2021 году топ-10 компаний по объему производства внесли около 90% мирового производства урана:

Компания	тонн U	% мира всего
Казатомпром	11 858	25
Орано	4541	9
Ураниум Один	4514	9
Камеко	4397	9
CGN	4112	9
Навоийский рудник	3500	7
КННК	3562	7
АРМЗ	2635	5
Дженерал Атомикс/Квазар	2241	5
л. с.	1922	4
Энергетическая Азия	900	2
Сопамин	809	2
ВостГок	455	1
Прочее	2886	6
Итого	48 332	100

Крупнейшие урановые рудники по добыче в 2021 году

Рудник	Страна	Основной владелец	Тип	Производство (тонн урана)	% мира
Сигарное озеро	Канада	Камеко/Орано	метро	4693	10
Инкай 1-3	Казахстан	Казактомпром/Камеко	ИСЛ	3449	7
Хусаб	Намибия	Уран Свакоп (CGN)	карьер	3309	7
Каратау (Буденовское 2)	Казахстан	Uranium One/Казатомпром	ИСЛ	2561	5
Рёссинг	Намибия	ЧННК	карьер	2444	5
Четыре мили	Австралия	Квазар	ИСЛ	2241	5
СОМАИР	Нигер	Орано	карьер	1996	4
Олимпийская плотина	Австралия	л. с. Биллитон	побочный/подземный	1922	4
Центральный Мынкудук	Казахстан	Орталык	ИСЛ	1579	3
Харасан 1	Казахстан	Казатомпром/Ураниум Уан	ИСЛ	1579	3
Всего 10 лучших				25 773	53%

Примечание 1: SMCC, совместное предприятие Казатомпрома и Uranium One, сообщило о совокупном производстве 2321 тонны урана в 2021 году на двух своих рудниках, Южном Инкае 4 и Акдала.
Примечание 2: «КАТКО», совместное предприятие «Казатомпрома» и «Орано», сообщило о совокупном производстве 2840 тонн урана в 2021 году на двух своих рудниках, Мойнкум и Торткудук.

Мировое производство урана и потребность в реакторах (тонны U)

Источники: ОЭСР-АЯЭ/МАГАТЭ, Всемирная ядерная ассоциация

Ресурсы урана по странам в 2019 г. тонн U процент от мирового Австралия

1 692 700

28%