Природные ресурсы ядерного топлива.

Развитие ядерной энергетики в мире. Ядерная энергетика России.

Хроника событий:

1932 г. – открытие нейтрона Чедвиком (подтверждение гипотезы строения ядра);

1938 г. – открытие реакции деления ядер урана О. Ганом и Ф. Штрассманом (Германия);

1942 г. – первый реактор Энрико Ферми (W=1Вт) под Чикагским стадионом;

1943 г. – первый реактор в Окридже, где в микроколичествах получен плутоний;

1944 г. – первый промышленный реактор для наработки плутония в микроколичествах;

1945 г. – создание ядерной бомбы в США;

1945 г. (20 августа) – создание «Специального комитета по управлению работ с ураном» в СССР.

1946 г. – реактор в СССР F1 (Ме,прир.уран, графит.зам., W =20 Вт);

1948 г. – первый промышленный реактор в Челябинске;

1949 г. – создание ядерной бомбы в СССР;

1952 г. – американская атомная подводная лодка;

1954 г. – первая в мире атомная станция в Обнинске;

1955 г. – конференция на тему разработки мирного использования атома;

1960-1970 гг. – замедление, спад экономики, трудности, скептические оценки. В США была закрыта комиссия по атомной энергии. Лишение государственной поддержки. Приоритеты выставляются на традиционное получение энергии. Нераспространение материалов. Прекращение работ по производству плутония. Прекращение работ по бридингу.

1979 г. – авария в Три Майл Айленд;

1986 г. (26 апреля) – авария на Чернобыльской АЭС.

Сейчас в России работает 32 атомных энергоблока на 10 АЭС. Это — станции Балаковская, Белоярская, Билибинская, Ростовская, Калининская, Кольская, Курская, Ленинградская, Нововоронежская и Смоленская. Общая мощность на 2008 год составляет 23,5 ГВт.

Средняя доля выработки АЭС от общей выработки электроэнергии России (ЕЭС) составляет около 16 % , а по отдельным регионам – около 40 % (ОЭС Северо -Запада).

И научные, и практические разработки в области атомной энергии находятся полностью под контролем государства. Для этого и был создан государственный концерн «Росэнергоатом», который управляет и эксплуатирует все российские АЭС, продает выработанную энергию, курирует научные исследования и развивает всю отрасль.

Природные ресурсы ядерного топлива.

Уран был открыт в 1789 г. немецким ученым М.Ф. Клапротом, который обнаружил черный порошок (урановую смолку) в железо-цинковых рудах, добытых в рудниках г. Якимова (Чехия). Торий был открыт шведским ученым Й. Берцелиусом в 1828 г. По геологическим оценкам запасы тория в недрах земли превышают в 3-5 раз запасы урана.

Вследствие высокой химической активности урана, он не встречается в природе в металлическом виде, а только в виде сложных химических соединений. Всего геологами обнаружено около 200 уран-содержащих минералов. Наиболее важные рудные минералы урана:

· Безводные окислы (уранинит, настуран);

· Ванадаты (карнотит, тюямунит);

· Титанаты (давидит, браннерит);

· Силикаты (коффинит).

Основные виды ториевого сырья: монацитовые пески, минералы торит и ураноторит. Имеются совместные месторождения уран-ториевых руд.

Урановые руды различается по содержанию в них урана:

· Очень богатые руды: больше 1 % урана;

· Богатые руды: 0,5-1 % урана;

· Средние руды: 0,25-0,5 % урана;

· Рядовые руды: 0,09-0,25 % урана;

· Бедные руды: менее 0,09 % урана.

Запасы урана оцениваются по двум стоимостным категориям:

1) Дешевый уран – меньше 80 дол./кг U₃O₈ – в добыче 1930 тыс. тонн, а всего 3450 тыс. тонн.

2) Дорогой уран - более 80 дол./кг U₃O₈ – в добыче 2730 тыс. тонн, а всего 5170 тыс. тонн.

Пороговая цифра (80 дол./кг U₃O₈) получена экономистами США в 80-х годах и разграничивает области конкурентоспособности АЭС по сравнению с угольными ТЭС. Если добываемый уран дешевле 80 дол./кг U₃O₈ , то АЭС обеспечивают более дешевую электроэнергию, чем угольные ТЭС, и наоборот.

Ресурсы урана классифицируются по четырем категориям, характеризующимися степенью разведанности запасов:

· Достоверные запасы, т.е. уже разведанные месторождения;

· Вероятностные запасы, ожидающиеся на флангах разведанных месторождений;

· Возможные запасы, получающиеся из геологических прогнозов;

· Предполагаемые запасы в породах, схожих в урансодержащими породами.

Ясно, что наибольшего доверия заслуживают первые две категории запасов.
85-90% процентов достоверных и вероятностных запасов приходится на 8 стран мира, расположенных в Америке и в Африке. Аналогичная ситуация и с добычей урана. Канада и Австралия производят более 50% урана в мире. Годовая потребность мировой ядерной энергетики составляет 62 тыс. тонн.

На территории России имеются два района, где разрабатываются урановые месторождения: Стрельцовский (Читинская область), Ставропольский. Ещё шесть месторождений разведаны, но не освоены: Онежский район (Карелия), Витимский район (Сибирь), Зауральский район (г. Долматов), Западно-Сибирский район, Енисейско-Забайкальский район, Дальневосточный район (берег Охотского моря).

Известны четыре способа добычи урана:

· Подземная (шахтная) добыча;

· Открытая (карьерная) добыча;

· Подземное выщелачивание;

· Добыча из морской воды.