Где се на свету вади највише уранијума, колико том процесу доприносе модерне технологије и како уранијум мења живот на Земљи?
Елемент 92 Мендељејевог периодног система – уранијум – најкомпактнији je извор енергије од свих којима је човечанство успело да овлада. Само грам уранијума садржи више енергије него цео вагон угља, а пола хиљаде тона уранијума, посебно обрађеног и утовареног у реактор у нуклеарној електрани, може да обезбеди струју за читав један регион и то неколико година.
Богата Земљина кора
Уранијум је далеко од најређег елемента на свету; у Земљиној кори налази се два пута чешће од калаја и 500 пута чешће од злата. У било ком комаду гранита има мало уранијума – зато се петербуршки насипи и степенице московског метроа састоје од његових сићушних делова. Али релативно висока распрострањеност уопште не поједностављује екстракцију деведесетдругог елемента. Најсиромашније руде морају да садрже око 100 пута више уранијума од глобалног просека – иначе цео процес постаје прескуп.
Постоје изузеци од овог правила – на пример, у руднику Олимпијске бране у Аустралији, копа се руда веома сиромашна уранијумом, која садржи само 0,3 одсто уранијум-оксида. Али у руднику има много уранијума; поред тога, тамо се копају и бакар и злато – дакле, рударење тамо је економски оправдано. Упркос ниској концентрацији, аустралијски рудник даје приближно исту количину уранијума као и сва руска налазишта заједно.
У рудама најбогатијим уранијумом, налази се 5 милиона пута више уранијума од просека који се налази негде у земљиној кори. Највећа концентрација U3О8 је у налазиштима канадске провинције Саскачеван. Kанадски рудник код реке Макартур производи руду која садржи више од 17 одсто уранијум-оксида – што је светски рекорд. Kанада је трећа водећа земље по истраженим резервама уранијума; прво место припада Аустралији, следи Kазахстан, а Русија је на четвртом месту.
У дубинама Земље
Прва налазишта уранијума копана су ручно или уз помоћ најједноставнијих машина и експлозива. То су били каменоломи или рудници; на овај начин копао се уранијум који лежи близу површине. Рудници и каменоломи и даље постоје, иако су сада технолошки много напреднији у односу на средину прошлог века. Технологије се разликују у зависности од врсте земљишта. Тамо где у руди нема много уранијума, процес је распоређен на следећи начин: у зиду, помоћу пнеуматских алата за бушење, буше се дубоке рупе на чије дно се ставља експлозив. Након детонације, руда се транспортује лифтом.
Последњих година, рудници све више користе електричну опрему – укључујући виљушкаре који се напајају литијум-јонским батеријама. Тамо где је концентрација уранијума већа, технологија је компликованија: кретање руде је организовано тако да особље ни у једној фази не долази у контакт са њом, а често се користи и аутономна опрема. Али и рудник и метода отвореног копа имају недостатке. Посао није лак, па иде споро – а иако не емитује превише – ипак акумулира дозу зрачења. Kада кумулативна доза достигне праг од шеснаест микросиверта (ефекти на здравље почињу да се примећују при годишњој дози од 50 mSv), радници се мењају.
Рударство у каменолому сматра се мање опасним од рударења, али неизбежно мења пејзаж. Стога, тамо где геолошки услови дозвољавају, користи се метода која не захтева ни уништавање плодног слоја, ни рад људи под земљом, у блиском контакту са рудом. Ова технологија ископавања уранијума назива се лужење на лицу места (BLE).
Kоришћење енергије уранијума није лако: потребно је да знате како да покренете нуклеарну реакцију, да је контролишете и претворите њену топлоту у електричну енергију. Ово захтева професионалце. И не ради се само о нуклеарним физичарима. У изградњи прве нуклеарне електране Рупур у Бангладешу, на пример, на врхунцу изградње, учествовало је 20 хиљада људи разних специјалности.
Подземна лабораторија
Територија рудника SPV изгледа као готово нетакнут пејзаж, с понеким путем, цевоводима и цевима које вире из земље. Свака та цев је врх огромног стуба који иде 400 метара дубине. Kроз њега се у слој који садржи уранијум уводи 7 постотни раствор сумпорне киселине – толико слаб да можете спустити руку у њега. На дну, киселина реагује са рудом да би се формирао растворљиви уранил сулфат. Сви процеси се одвијају на дубини, далеко од подземних вода, које су од киселих и уранијумових соли заштићене неколико слојева глине.
Раствор са уранијумом добијен на дубини се испумпава на површину и преноси кроз цеви у постројење. Екстракција уранијума се одвија у неколико фаза: прво се једињења уранијума екстрахују из раствора помоћу сорбената, затим се одвајају од сорбената. Kрајњи производ – наранџасто-жути колач – садржи 85% уранијума; шаље се у фабрике у којима се обогаћује уранијум, односно повећава садржај ретког изотопа U235. Обогаћени уранијум се користи за производњу горива за нуклеарне реакторе.
Дуго путовање
Пред уранијумом који је испумпан из цеви је дуг пут. За почетак, претворен у жути колач, шаље се у погоне за прераду. Тамо ће се из оксида (једињење са кисеоником) претворити у једињење са флуором. Већина флуорида су прилично непријатне супстанце, а уранијум хексафлуорид није изузетак: он је запаљив, корозиван и веома токсичан – али ово је једино једињење уранијума које се гаси на ниским температурама, а то је гас који је потребан за обогаћивање. Обогаћивање је процес који повећава удео једног од два изотопа, уранијума-235. Само седам од хиљаду атома природног уранијума су уранијум-235, а сви остали су уранијум-238.
Нуклеарним реакторима је потребно гориво обогаћено уранијумом-235: требало би да га буде од 1 до 5%, у зависности од дизајна реактора. Због тога се хексафлуорид с природним садржајем изотопа шаље у џиновске центрифуге – и врти се великом брзином, изотопи се тада мало другачије распоређују, а машине узимају део који садржи мало више уранијума-235. Процес се понавља много пута да би се постигла жељена концентрација жељеног изотопа.
Затим се обогаћени уранијум шаље у радиохемијско постројење, где се претвара у нуклеарно гориво. У реактору могу да раде 4 до 6 година. Затим се гориво уклања. Често се ту завршава уранијумов пут. Са развојем технологија затвореног горивног циклуса, истрошено гориво може поново да се користи: део уранијума у њему претвара се у плутонијум, који се може поново убацити у реактор и користити за производњу електричне енергије.
Уранијум (Shutterstock)
Живот након изградње
Kада два блока нуклеарне електране Рупур буду завршена, они ће обезбедити струју земљи, где још увек више од половине од 164 милиона људи нема стабилан приступ утичници. Према УН, два блока са реакторима VVER-1200 моћи ће да обезбеде енергију скоро за два милиона домаћинстава у периоду од шездесет година. Модерни електроенергетски систем Бангладеша заснован је на електранама на угаљ и гас; До сада у земљи уопште није било зелене енергије. Поред тога, атомска електрана ће спречити емисију гасова стаклене баште.
За одржавање функционалне нуклеарне електране потребно је мање људи него за изградњу – око 3.000 људи за постројење са два енергетска блока – али се ти људи настањују поред електране дуги низ година. Често – доживотно: радни век нуклеарних реактора мери се деценијама. На пример, тренутно у Русији има двадесет атомских градова, у њима живи 1,3 милиона људи – скоро стоти део становништва земље. Већина њих не ради у нуклеарним електранама, већ у сродним делатностима – граде и одржавају машине и уређаје, носе робу, прате безбедност.
Животни стандард у градовима сателитима нуклеарних електрана је, по правилу, виши него у другим малим градовима истих региона. Ниво образовања становника, безбедносна култура – и квалитет животне средине помажу. Тамо је позадинско зрачење чак ниже него у градовима у којима раде CHP – јер се сагоревањем конвенционалног горива ослобађа одређена количина радиоактивних нуклида, а то се не дешава током рада нуклеарне електране. Поред тога, за разлику од сагоревања угља и гаса, уранијум фисив у срцу реактора не испушта гасове стаклене баште или токсичне гасове у атмосферу. Извучен из дубина, елемент 92 одаје топлоту, која покреће аутомобиле, греје и осветљава градове – и мења лице саме Земље.
(Извор Национална географија)
