От России зависеть не будем: где будет закупаться урановое топливо для эстонской АЭС?

Блогер RusDelfi и сотрудник компании Fermi Energia, которая развивает проект Эстонской АЭС Андрес Ингерман продолжает рассказывать о том, как проект атомной станции реализуется в нашей стране шаг за шагом.

На атомных электростанциях в качестве топлива используется обогащенный уран. Подробнее о том, как работает АЭС, см. здесь. Уран – это металл, который широко распространен в почве, камнях и морской воде. По статистике, уран встречается в 10 раз чаще, чем олово, примерно в 40 раз чаще, чем серебро, и в 500 раз чаще, чем золото.

Прежде чем уран будет готов к загрузке в реактор, его необходимо соответствующим образом обработать. Сначала уран добывают из ураносодержащих руд, очищают, обогащают и делают гранулы, которые и называются собственно ядерным топливом.

В качестве ядерного топлива АЭС закупает сырье, а последующие процедуры (обогащение, производство топливных элементов) оказываются как услуга в отношении собственности электростанции. После покупки урана оператор становится его владельцам и несет за него ответственность. Все последующие процедуры, такие как обогащение, формирование и компоновка топлива заказываются как услуга в отношении заранее купленного товара. За всеми этапами производства ядерного топлива следят инспекторы МАГАТЭ. Контроль безопасности осуществляется как в ходе транспортировки, так и хранения. Также контролируется количество ядерного материала на каждом этапе производства топлива и последующего его захоронения. В проекте эстонской АЭС (подробнее см. здесь) планируется использовать малый ядерный ректор. Поскольку топлива для такого типа ректора потребуется мало, закупку планируется произвести совместно со шведской государственной компанией Vattenfall, которая является миноритарным акционером Fermi Energia – компании, планирующей эстонскую АЭС.

Закупать уран для эстонской АЭС планируется в Австралии или в Канаде.

Месторождения урановых руд широко распространены по всему миру, самые крупные месторождения находятся в Австралии, Казахстане и Канаде. Самые богатые месторождения урана обнаружены в бассейне реки Атабаска в Канаде.

Услугу конверсии (подготовки к обогащению) урана для эстонской АЭС планируется заказать во Франции или Канаде.

Для того чтобы подготовить природный уран к обогащению, его химически обрабатывают. Химико-технологический процесс превращения урансодержащих руд в гексафторид урана (химическая форма урана, необходимая для процесса обогащения) называется конверсией урана.

За 2021 год европейская атомная промышленность заказывала конверсию урана в следующих компаниях: Orano (Франция) – 31%, Cameco (Канада) – 26%, Росатом (Россия) – 25%, ConverDyn (США) – 14% и т. д.

Обогащать уран для эстонской АЭС планируется внутри ЕС

Для того чтобы природный уран стал пригоден для использования в ядерном реакторе, из него нужно отделить ненужный изотоп уран-238 и оставить необходимый изотоп уран-235. Для процесса обогащения урана используют центрифуги. Уран превращают в газ и раскручивают, в ходе чего происходит разделение изотопов урана. Обогащение урана – это процесс, который требует большого количества электроэнергии. В связи с этим выгодно обогащать уран в странах, где энергия наиболее дешевая. Мощности для обогащения в основном сконцентрированы во Франции, Германии, Нидерландах, Великобритании, Японии, США, России и Китае.

За 2021 год европейская атомная промышленность произвела обогащение урана в следующих компаниях: ЕС – 62%, Росатом – 31%, остальной мир – 7%.

Услугу производства топливных элементов для эстонской АЭС планируется в Швеции или США

После того как уран обогатили, из уранового порошка формируют гранулы и запекают их в печи.

После запекания урановые гранулы формируют кристаллическую решетку, по сути превращаясь в керамику из оксида урана (UO2). До того как гранулы попадут в реактор, их можно безопасно брать в руки, поскольку уровень их радиоактивности не представляет угрозы для человека.

Гранулы, в свою очередь, помещаются в трубки из сплава циркония.

Такие трубки формируют единый пучок, который называется тепловыделяющей сборкой. Одна такая сборка составляет 4 м в высоту, и она стоит около 100 000 евро. За 60 лет работы малого ядерного реактора в Эстонии будет использовано 3 морских контейнера таких сборок. Столько же будет вынуто из ректора для последующей утилизации. Подробнее о процессе утилизации облученного ядерного топлива с эстонской АЭС читайте здесь.

Производство топливных таблеток и тепловыделяющих сборок может производиться множеством компаний по всему миру. У реакторов западного типа существует большой конкурентный рынок для оказания этой услуги. Часто топливо производит поставщик технологии реактора.

Крупнейшие производственные мощности по производству тепловыделяющих сборок в ЕС находятся в Германии, Испании, Франции, Швеции и Великобритании. Естественно, США также является большим игроком на этом рынке.

По данным World Nuclear Association за 2021 год, заводы по производству тепловыделяющих сборок работали на 60% от возможных мощностей. Это означает, что дефицита в производственных мощностях не наблюдается и конкуренция на рынке производителей высокая. Что позитивно сказывается на цене для покупателя.

Резюме

· Уран – широко распространенный на земле металл.

· В качестве ядерного топлива АЭС закупает сырье, последующие процедуры оказываются как услуга.

· Закупать уран для эстонской АЭС планируется в Австралии или в Канаде, где находятся самые богатые месторождения.

· Услугу конверсии урана для эстонской АЭС планируется заказать во Франции или в Канаде.

· Услугу обогащения урана для эстонской АЭС планируется заказать внутри ЕС.

· До того как гранулы побывают в реакторе, их можно безопасно брать в руки, поскольку уровень их радиоактивности не представляет угрозы для человека.

· Производство топливных таблеток и тепловыделяющих сборок для эстонской АЭС планируется заказать в Швеции или США.

· У реакторов западного типа существует большой конкурентный рынок на услугу производства ядерного топлива.

· Россия не является монополистом на рынке ядерного топлива.