Уран: использование и способы добычи

Использование урана

Невероятно, но уран и сейчас используется как краситель – его добавляют в стекло, создавая причудливую желто-зеленую флуоресценцию. Все другие «непрофильные» способы применения, среди которых окрашивание, создание глазури, усиление негативов, остались в прошлом. Уран нужен как топливо для ядерных реакторов, а еще обеднённый уран используют для создания чудовищных по бронебойности снарядов. Точнее, металл идет на создание сердечников для снарядов, способных прошивать самую прочную броню.

Главные потребители урана, конечно же, атомные электростанции. Доля атомной энергетики в мире – чуть больше 10 %, однако в некоторых странах (в Болгарии, Венгрии, Словакии, Словении, Украине, Финляндии и др.) АЭС вырабатывают от 30 до 60 % всей электроэнергии. Что характерно, в России и США доля АЭС примерно одинакова – 18,6 и 19,5 % соответственно. В год для атомной энергетики нужны десятки тысяч тонн урана, и лишь пятая-шестая часть поступает из вторичных источников, все остальное добывается из недр.

Способы добычи

Уран – сам по себе небезопасный материал, а его добыча превращает окрестности карьеров в лунные «пейзажи», хотя многое зависит от способа извлечения опасного и одновременно полезного материала. Урана на Земле много, его хватит при текущем уровне потребления на тысячи лет вперед, вот только 92-й элемент рассеян в земной коре и океанах. Под нашими ногами миллиарды и триллионы тонн урана, в морской воде его ненамного меньше. Вместе с тем урановые породы не сконцентрированы, крупных месторождений мало, только канадские рудники способны похвастать высоким содержанием урановых руд (свыше 30 %), у остальных содержание урана в разы и десятки раз ниже.

Добывать уран можно тремя способами:

• открытым;
• шахтенным;
• скважинным (подземным выщелачиванием).

Еще можно указать добычу из морской воды, однако метод пока есть только на бумаге, так как технология извлечения урана из океанов крайне затратная и себестоимость не позволяет реализовать ее на практике.

• Открытый способ – создание традиционного карьера, в основном, большого размера. Урановый карьер километровая воронка, сужающаяся вниз, и огромные отвалы отработанной породы за пределами провала. В стенки карьера вгрызаются экскаваторы, породу увозят наверх огромные «Белазы», чтобы вскоре вернуться. В воздухе постоянно радиоактивная пыль, и этот способ нельзя назвать хоть сколько-нибудь экологически безопасным. Даже после окончания выработки вернуть территорию вокруг карьера к жизни современными методами невозможно.
• Шахтенный способ добычи можно назвать более прогрессивным по сравнению с карьерным, но это лишь видимость. Под землей постоянно проводятся бурильно-взрывные работы, и для безопасности шахтеров система вентиляции выводит наружу воздух вместе с радиоактивной пылью. Вообще, нормой считается то, что при добыче урана традиционными методами (в большей мере открытым способом, но и шахтенным тоже) большая территория вокруг карьеров и шахт становится радиоактивной.
• Подземное выщелачивание – наиболее щадящий способ добычи урана. Принцип прост, единственная сложность – реализация, но с этим инженеры добывающих предприятий давно справились. Можно сказать, что рудники в традиционном понимании вообще не трогают, то есть, к месторождению не подъезжают огромные самосвалы, там не раздаются взрывы, на километры вглубь не отправляются шахтеры в противогазах. Все намного проще. По периметру рудника и в центре бурят скважины, но небольшого диаметра и лишь для подачи шлангов, по которым идет закачка химического реагента с последующей выкачкой. Реагент, находясь внутри рудника, насыщается ураном, а снаружи, на производстве происходит извлечение и концентрация металла.

Преимущества подземного выщелачивания

Основные плюсы «точечной» добычи – минимальный ущерб природе и почти полное отсутствие радиационного заражения. Когда уран добывается открытым способом, вокруг карьера на километры разлетается пыль, машины везут урановые руды на производство, также загрязняя все по дороге, но, когда используется заливка и выкачка серного раствора, опасности загрязнения нет.

Важно, что перед началом работ по выщелачиванию со всей территории снимается плодородная почва, а после окончания добычи грунт возвращается на место. Такой отработанный рудник ничем не выдает своего прошлого предназначения: отсутствуют проседания почвы, нет обвалов руд, которые к тому же могут «фонить». Скважинное подземное выщелачивание является самым экономичным и безопасным способом добычи урана, и компании атомной отрасли повсеместно переходят на СПВ.