Основная урановая руда – это карнотит, настуран, ортит, титанит, циркон, монацит, ксенотим, кальцит, галенит, молибденит и т.д. Залежи урана можно обнаружить в породах с кислой средой и высокими концентрациями кремния. В природном уране 99,3% приходится на уран U238 и лишь 0,7% U235.
В настоящее время 50% добычи урана ведется с помощью подземного выщелачивания (ISL), 46% методом подземной и открытой ям, и остальные 4% приходятся на добычу урана в качестве побочного продукта.
Доли различных технологий в объеме добычи урана
Принято выделять несколько видов урана:
Низкообогащенный уран, содержащий до 20% U235. Используется в реакторах.
Высокообогащенный уран, содержащий свыше 20% U235. Применяется в термоядерном оружии в качестве тампера (обжимающей оболочки) термоядерного заряда, энергетических ядерных реакторах.
Обедненный уран, содержащий U235 от 0,1% до 0,3%. Применяется в качестве сердечников бронебойных снарядов. По мнению экспертов в будущем он будет применяться в реакторах на быстрых нейтронах.
Области применения урана в современном мире
Производство и потребление урана
Из-за госконтроля, связанного с военным применением ресурса, и существующего договора о нераспространении, уран пока еще не оформился в качестве биржевого товара, но находится на пути к этому. Инвестировать в уран возможно лишь опосредованно с помощью покупки акций уранодобывающих компаний или паев ETF.
Из-за закрытости уранового рынка (90% сделок на уран происходят между крупными уранодобывающими компаниями и непосредственного его конечным потребителем), всего лишь 10% урана торгуется на спотовом рынке.
После преодоления кризиса на урановом рынке в 1993 г. производство урана с тех пор в целом возросло и в настоящее время удовлетворяет почти все потребности в электроэнергии, достигнув максимума в 62,4 тыс тонн в 2016 году. В 2017 показатель снизился, составив 59,5 тыс тонн
Производство урана на мировом рынке, в тоннах, 2008-2017 Источник: world-nuclear.org
Основными производителями урана выступают Казахстан - 39%, Канада - 22% и Австралия - 10%. Россия занимает 6 позицию с долей рынка 4,9%, при этом на Россию приходится 8% от общемирового уровня запасов урана.
Производство урана по странам мира, 2010-2017, в тыс. тонн Источник: world-nuclear.org
Рынок урана в России
Добыча урана в России в 2017 г. составила 2,9 тыс. т. или 5% от общемировой добычи урана. Несмотря на то, что Россия экспортирует уран, к сожалению, нынешний уровень добычи не покрывает потребности страны в данном топливе. Так, сегодня РФ потребляет 5 тыс. т. уранового топлива.
Динамика производства урана в России. Доля России от общемирового объема производства. 2008-2017 Источник: world-nuclear.org
В атомной отрасли России занято более 300 предприятий, в которых работают свыше 250 тыс. человек. В структуре отрасли действуют четыре крупных научно-производственных комплекса. Уран в России добывают преимущественно методом подземного выщелачивания. Основными месторождениями урана расположены в азиатской части России. К 2024 г. в Якутии планируется построить комплекс, который будет добывать 5 тыс. т. урана в год. В России сосредоточено 45% мировых мощностей по обогащению урана.
Регионы РФ с крупнейшими запасами урана, в тыс. тонн
Технологические перспективы урановой энергетики
В будущем технологической основой мировой атомной энергетики останутся тепловые реакторы 2-го поколения, включая поколения 2+ и 2++. Развертывание строительства реакторов 3-го и 4-го поколений будет идти медленно. Реакторы 2-го поколения будут постепенно заменяться реакторами 3-го, а после 2030 г. – 4-го поколения.
Динамика и прогноз использования поколений атомных реакторов в мире, 2010-2050, ГВт Источник: journal.esco.co.ua
Перспективные направления
1
Добыча урана в океане
Океан на сегодня является одним из главных источников добычи урана в будущем. Однако в силу того, что концентрация урана в морской воде настолько мелкая, его добыча многие годы считалась нерентабельной. Новый способ добычи урана открыл Стэнфордскими ученый, что позволяет сделать морскую воду бесконечным источником по добычи урана.
Общая масса урана в океанической среде составляет 4,5 млрд тонн — этого количества хватило бы на обеспечение всех существующих АЭС в течение 6000 лет, сообщает Engadget. При этом несмотря на то, что добывать уран из соленой воды весьма трудоемко, такой способ добычи предотвращает атомные катастрофы.
2
Микробиология
Одним из удивительных событий наших дней можно назвать открытие бактерии, которая дышит как кислородом, так и ураном. Данные бактерии могут стать помощниками в плане очистке радиоактивных зараженных грунтовых вод.
3
Создание цифровых технологий (Multi-D)
Данная технология позволяет не только сократить срок сооружения энергоблока АЭС, но и точно спланировать график сооружения и решить ряд вопросов еще на стадии проектирования. Она включает в себя 3D-моделирование объекта, отслеживание в реальном времени передвижения рабочих и оборудования на основе использования специальных чипов.