Уран природный, Вынос из Атом в США Опции

[Ирина Дорохова]

Я прошу прощения за немагистральные вопросы, но:

на производство ядерного топлива, хранение и транспортировку ОЯТ явно расходуют углеводородные топлива

- а почему? В Новоуральске УЭХК (к примеру) от дизеля электроэнергию получает? А перевозят непременно на автомашинах?

Министерство ежегодно будет поставлять в течение 40 лет партии обеднённого урана, объём которых составит в пересчёте на природный уран 2000 тонн.
Компания в ответ будет поставлять министерству гексафторид урана природного обогащения.

- А что считать "природным" обогащением? А у гексафторида может быть "природное" обогащение?
- А как на природный уран пересчитывали? Как будто он из Казахстана? или с Сигар Лейка?

Природный уран, кстати, будет государственным (в лице министерства)

- А раньше не был? Генерирующие компании могли сами напрямую контракты заключать? А с какого момента будет? и почему?

[AtomInfo.Ru]

- А что считать "природным" обогащением?

0,007204(6) мольная доля.
http://www.ciaaw.org/uranium.htm

А у гексафторида может быть "природное" обогащение?

Да. Его значение - см. выше.

- А как на природный уран пересчитывали? Как будто он из Казахстана? или с Сигар Лейка?

Ирина, Вы путаете концентрацию урана в руде с концентрацией изотопа 235U в уране.

Концентрация урана в руде (сколько урана можем извлечь из кг руды) разная для Казахстана и Канады.
Но в добытом уране, что из Казахстана, что из Канады, одинаковая концентрация 235U, она называется природным обогащением.

[Дед Мороз]

Ну и вообще - при производстве всяких ветряков и солнечных панелей тоже изрядно СО2 образуется =)

[AtomInfo.Ru]

- А раньше не был? Генерирующие компании могли сами напрямую контракты заключать? А с какого момента будет? и почему?

Речь идёт о отвальном уране, скопившемся в США за долгий срок как отход от процесса обогащения урана.
Он государственный. Его будут давать компании GLE для обогащения до природного уровня (те самые 0,007204(6)). После чего получившийся природный уран возьмёт обратно государство, заплатив за него GLE. На рынок государство будет выкладывать этот уран тогда, когда сочтёт нужным.

[AtomInfo.Ru]

В разного рода западных презентациях (и отечественных, некритически бравших данные) можно найти, что у атомной энергетики есть ненулевые выбросы парниковых газов.

Искать сейчас не буду, но при желании их должно быть полно, я видел их неоднократно.

Появлялось это так.
Бралось энергопотребление за год американского ГДЗ в Падуке.
Далее смотрелось, кто поставлял энергию для Падуки - это TVA.
Потом смотрелся баланс генерации на станциях TVA, рассчитывались доли разных энергоисточников для работы ГДЗ и вычислялись соответствующие им выбросы.
Их и приписывали атомной энергетике.

Однажды мы не поленились и дали это пояснение - см. два последних абзаца - после того, как надоели шутки в стиле "Атомщики, что ли, надышали?"

[generalissimus19...]

0,007204(6) мольная доля.
в добытом уране, что из Казахстана, что из Канады, одинаковая концентрация 235U, она называется природным обогащением.

Только первые три значащих цифры одинаковы, и, скорее, видимо, 0,00719, а не 0,00720.
http://link.springer.com/chapter/10.1007%2...3-0348-6887-7_1
дальше содержание 235-го разнится в разных месторождениях. И это, не считая Окло.

[AtomInfo.Ru]

Только первые три значащих цифры одинаковы, и, скорее, видимо, 0,00719, а не 0,00720.
http://link.springer.com/chapter/10.1007%2...3-0348-6887-7_1
дальше содержание 235-го разнится в разных месторождениях.

В старые времена на Проатоме публиковался Ватагин. Целая серия статей была у человека под условным названием "Дурят нашего брата"
По экономической части он, может, и прав был (хотя, по-моему, Саша Быков с ним спорил), но потом взялся за обогащение урана - точнее, за долю 235U в природном урвне.
http://www.proatom.ru/modules.php?name=New...cle&sid=881

И в комментарии ему сразу указали на данные IUPAC (а это, всё-таки, текущий вариант истины в последней инстанции).
Ссылка за давностью лет уже нерабочая, но данные оттуда есть в обсуждении:

234U (0.0059 - 0.0050) 0.0055(2)
235U (0.7202 - 0.7198) 0.7200(1)
238U (99.2752 - 99.2739) 99.2745(10)

В первых скобках - природная вариация.
После скобки - наилучшее измерение на образце земного происхождения, а в во вторых скобках - погрещность его последней цифры.

Видно, что последняя инстанция есть не вечная константа, а всё-таки функция от времени - сейчас последняя инстанция, как я уже писал, 0,007204(6), а было 0,7200(1).

И ещё один момент, о котором нельзя забывать - данные по содержанию 235U в природном уране часто приводятся в разных единицах - в атомарных процентах и весовых процентах. На этом погорел Ватагин в статье по ссылке.
Из-за этого возникает иллюзия значительной вариации содержания 235U по месторождениям. Но если привести всё к одинаковым единицам, она исчезнет.

На самом деле, природная вариация содержания - см. выше, 0.7202% - 0.7198%. И то, природная ли она, или это эффект различия в погрешностях измерений?

И это, не считая Окло.

Окло - да, но это исключительный случай. Он и известен-то стал именно из-за того, что было расследование - предполагалась кража урана с рудника, а оказалось, что это природный феномен. А расследование запустили именно потому, что содержание 235U одинаково по всему миру, и естественно, первая мысль была: "Воруют!"

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 22.11.2016, 11:58

Причина редактирования: Добавил мелким шрифтом. - AtomInfo.Ru

[AtomInfo.Ru]

Да, сайт, на который я сослался вначале http://www.ciaaw.org/uranium.htm - это и есть один из сайтов IUPAC.
Здесь они явным образом направляют на ciaaw.org по вопросам весов и распространённостей изотопов.

Сопровождающий документ здесь, стр. 787. Там небольшие пояснения и ссылки на работы, которые принимались во внимание.

[LAV48]

Да, сайт, на который я сослался вначале http://www.ciaaw.org/uranium.htm - это и есть один из сайтов IUPAC.
Здесь они явным образом направляют на ciaaw.org по вопросам весов и распространённостей изотопов.

Сопровождающий документ здесь, стр. 787. Там небольшие пояснения и ссылки на работы, которые принимались во внимание.

Так и хочется добавить: "кто не верит - берите и перевешивайте сами!"

P.S. Интересно, а сколько тысячелетий ещё пройдёт для того, чтобы в единицах измерения всё пришло к единообразию?..

[generalissimus19...]

Так и хочется добавить: "кто не верит - берите и перевешивайте сами!"

P.S. Интересно, а сколько тысячелетий ещё пройдёт для того, чтобы в единицах измерения всё пришло к единообразию?..

Не, ну, разница в атомных и весовых процентах хорошо видна. Это 0,720% против 0,711%. Я же говорил про то, что три знака верные, а четвёртый всё же варьирует.

[AtomInfo.Ru]

P.S. Интересно, а сколько тысячелетий ещё пройдёт для того, чтобы в единицах измерения всё пришло к единообразию?..

Надеюсь, что бесконечное количество тысячелетий

Различия могут иметь под собой объективные основания.

Например, сутки на Марсе отличаются от суток на Земле (надеюсь, что в ссылке всё верно с цифирью).
Причём отличаются не сильно, но значимо.
Использовать земные единицы времени там неудобно. Понятно, что у жителей Марса будут собственные часы-минуты-секунды, и что со временем большинство марсиан забудут за ненадобностью тот факт, что на Земле другие единицы

Пример по тематике форума.
Микросечения изотопов мы называем в барнах. Это внесистемная единица, равная 10^-24 см2.
Если перейти к основным единицам системы СИ, то нам придётся во всех выкладках таскать за собой эту степень.
И самое главное - в этом нет особого смысла, так как во многих расчётах фигурируют не микро-, а макросечения - микросечения, умноженные на концентрации, которые суть величины порядка 10^22, 10^21, и так далее.
То есть, степени сократятся - не полностью, но большей частью.
Тогда зачем мучаться и выписывать все степени полностью? Проще ввести производные единицы.

[AtomInfo.Ru]

Я же говорил про то, что три знака верные, а четвёртый всё же варьирует.

Ну вот IUPAC решил уточнить наилучшее земное измерение, теперь в нём целая куча знаков, которые он считает верными.

IUPAC всё-таки есть некий стандарт, и лучше ориентироваться на него. Всё-таки в том числе для этого он и создан.

[AtomInfo.Ru]

По вариациям прибегнем к археологии

У CIAAW в документе написано так:

The uncertainty included an allowance for up to 0.1 % variation in the 235U abundance, which was interpreted as 0.007 205 ± 0.001.
The actual variability in normal sources is found to be much smaller, close to 0.1 % of the abundance value, which would be 0.007 205 ± 0.000 007.

Это относится к 1961 году.

Далее идёт ссылка на публикацию [9] 1979 года. Она есть в сети:
http://www.ciaaw.org/pubs/TSAW-1979.pdf

В ней пишут следующее (стр.2354):

Based on the range of 235U (0.7198—0.7202 atom percent)

Вот он, диапазон изменений содержания 235U в природном уране, о котором говорилось в комментарии на Проатоме.

И с интересом обнаруживаем, что эти данные из отчёта AEC США (предшественницы DoE) за 1969 год.
Отчёта R. F. Smith and J. M. Jackson. United States Atomic Energy Commission, Rep. KY-581, кстати, с ходу не нашёл, то есть, за ним надо топать в библиотеки.

Собственно, и всё, более IUPAC ничего нового про уран не написал.

[Syndroma]

Использовать земные единицы времени там неудобно. Понятно, что у жителей Марса будут собственные часы-минуты-секунды, и что со временем большинство марсиан забудут за ненадобностью тот факт, что на Земле другие единицы

Надо переходить на единицы, привязанные к фундаментальным константам. Тогда всем и везде будет одинаково неудобно.

[VBVB]

Я прошу прощения за немагистральные вопросы, но:

- а почему? В Новоуральске УЭХК (к примеру) от дизеля электроэнергию получает? А перевозят непременно на автомашинах?

Весь ЯТЦ на каждом этапе (добыча урана, обогащение руды, переработка концентрата, перевод в ГФУ, обогащение до НОУ, производство ядерного топлива, перевозка на АЭС, хранение ОЯТ на АЭС, перевозка на радиохимический завод, переработка ОЯТ, остекловывание ВАО и закачка НАО в пласты) так или иначе потребляет углеводородные топлива, и соответственно приводит к выбросам СО2.

Например, добыча урана буро-взрывным методом так или иначе требует проходки штолен и использования взрывчатых веществ, прозводимых с использованием углеводородного сырья в немалых масштабах. Производство ВВ, его доставка на место добычи, и взрывы ВВ дают выбросы СО2.
Подземное выщелачивание урана требует бурения большого количества скважин, подвоза огромного количества реагентов, которые тоже производятся с использование углеводородных ресурсов.
Производство циркония для твэлов или нержавейки для ТВС БНа тоже потребляет углеводородные ресурсы, и т.д.
Т.е. чисто теоретически можно для организации ЯТЦ попытаться полностью использовать чисто ядерную или возобновляемую энергетику, но практически это нереально осуществить.
То же топливо ядерное на разных этапах ЯТЦ кочует туда-сюда по стране, и возят его не всегда электровозами и электрокарами.

Т.е. атомная энергетика строго говоря не может считаться свободной от выбросов СО2. Нынешняя атомная энергетика на тепловых реакторах имеет больше выбросов СО2 на ГВт произведенный, чем энергетика на будущих БНах, а атомная энергетика на жидкосолевых реакторах в перспективе может иметь минимально достижимые выбросы СО2 на ГВт произведенный.

Сообщение отредактировал VBVB - 22.11.2016, 20:32

[barvi7]

По вариациям прибегнем к археологии
The uncertainty included an allowance for up to 0.1 % variation in the 235U abundance, which was interpreted as 0.007 205 ± 0.001.

С "нулями" в 0.001 - все в порядке . . .

[AtomInfo.Ru]

С "нулями" в 0.001 - все в порядке . . .

Вы в этот раз полностью оправдали мои ожидания Был почему-то уверен, что Barvi7 точно задаст этот вопрос.

Я копипаст даже сделал, специально, чтобы самого себя уверить.
Угу, именно так: 0.007 205 ± 0.001
То есть, природное обогащение следовало принимать в таком диапазоне: 0,006205...0,008205.

Не слабо?

С нулями у них всё в порядке, потому что они именно так проинтерпретировали 0.1 % variation in the 235U abundance. Просто и тупо, как 0,001.

Видимо, понимая, что это полный абсурд, они уже через восемь лет занялись more careful analysis.

Вот так получается.

[barvi7]

Не слабо?

Да-а-а !
с такой "точностью" и не все реакторы ОКЛО можно "обнаружить" . . .

[AtomInfo.Ru]

с такой "точностью" и не все реакторы ОКЛО можно "обнаружить" . . .

Чёрт его знает, с чем это могло быть связано, и как к этому относились

Возможно, сыграл роль какой-нибудь суперконсерватизм IUPAC.
Известна, например, шутка Сиборга, когда IUPAC отказался называть новый элемент в его честь: "Они поступили так, потому что я ещё жив и они смогли это доказать".

Думаю, что в расчётах никто таким большим плюс-минусом не парился, а спокойно выбирал 0,72%(ат).

И сказывался плюс-минус только на атомном весе изотопов урана.

[Ирина Дорохова]

Вот ведь, называется, журналист задал пару наивных вопросов...
Ну раз так - еще несколько.. для "особо одаренных".

Министерство ежегодно будет поставлять в течение 40 лет партии обеднённого урана, объём которых составит в пересчёте на природный уран 2000 тонн.

Я перечитала фразу несколько раз, но все же остаются сомнения: это 2 тыс. тонн в год в течение 40 лет или всего в течение 40 лет 2 тыс. тонн?

Его будут давать компании GLE для обогащения до природного уровня (те самые 0,007204(6)). После чего получившийся природный уран возьмёт обратно государство, заплатив за него GLE. На рынок государство будет выкладывать этот уран тогда, когда сочтёт нужным.

- А какова стоимость услуги? А возить откуда куда (это к вопросу о стоимости транспортировки)? Ну т.е. я понимаю, что если государство США сильно захочет, то оно может произвести этот "природный" уран, например, и по 50 дол за фунт, а продать по 10, но..

Нынешняя атомная энергетика на тепловых реакторах имеет больше выбросов СО2 на ГВт произведенный, чем энергетика на будущих БНах, а атомная энергетика на жидкосолевых реакторах в перспективе может иметь минимально достижимые выбросы СО2 на ГВт произведенный.

А если не голословно? сравнивали?
Но мне с точки зрения здравого смысла (или обывательского мировоззрения?) кажется эта задачка бессмысленной, потому что складывать все выбросы, пришедшиеся на производство именно этих деталей и именно этой серной кислоты (а у многих это так-то побочный продукт, который, конечно, имеет собственное энергопотребление, но все же в системе единого предприятия) с учетом того, от какого источника питалась фабрика (а может, это ГЭС была? или, наоборот, вонючая мазутная котельная), где производилось оборудование или расходные материалы... Все причем..

[AtomInfo.Ru]

это 2 тыс. тонн в год в течение 40 лет или всего в течение 40 лет 2 тыс. тонн?

40 лет по 2000 тонн в год. Итого 80 тысяч тонн за 40 лет.
По другой информации, всего будет 100 тысяч тонн за 40 лет (или более).
Точнее сейчас не сказать, поэтому корректнее всего говорить "80-100 тысяч тонн урана природного обогащения за период не менее 40 лет", как-то так.

[AtomInfo.Ru]

- А какова стоимость услуги?

Нет информации, т.к. её пока относят к коммерческой.
Удалось пока выяснить то, что написано в статье: "по цене не менее 5 миллионов долларов в год".
Но там же специально поставлено примечание, что эта информация неточная и может быть неверной.

А возить откуда куда (это к вопросу о стоимости транспортировки)?

Из соседнего сарая. Почти буквально.
Лазерный завод собираются построить на площадке закрытого старого газодиффузионного завода в Падуке.
Большое количество отвалов (обеднённый уран) лежит прямо там же.
То есть, статья на логистику в бюджете будет, но суммы в ней будут сверхмалые.

[AtomInfo.Ru]

Ну т.е. я понимаю, что если государство США сильно захочет, то оно может произвести этот "природный" уран, например, и по 50 дол за фунт, а продать по 10, но..

Как правило, нет.
Когда министерство (государство) сбрасывает что-то из своих запасов на рынке, то оно старается не оказывать на рынок значимого влияния.

Касательно закупки "природного" урана с лазерного завода.
Работа, которая выполняется на заводе - конечно, это не добыча, а обогащение. То есть, оплачивать надо ЕРРы, а не килограммы.
То, что GLE сравнивает свой проект с рудником, не отменяет его физической сути.

Пойнт лазерного обогащения, на который нажимают его сторонники - оно существенно (в разы!) дешевле центрифужного.
За язык их никто не тянул; соответственно, министерство может учитывать данный фактор при расплате.

[AtomInfo.Ru]

с учетом того, от какого источника питалась фабрика (а может, это ГЭС была? или, наоборот, вонючая мазутная котельная),

Собственно именно так и сделали в своё время для определения выбросов при обогащении урана в США.
Через общий баланс энергокомпании (сколько у неё доли АЭС, ГЭС и вонючих котельных).

[AtomInfo.Ru]

Ирина, споры про выбросы имеют значение с точки зрения получения лычки, которая потом может принести результат в виде субсидий или льгот.

Атомные лоббисты нередко утверждают, что у атомной энергетики нулевые выбросы парниковых газов.

На самом деле, если рассмотреть весь цикл, включая машиностроение, логистику и т.д., то, конечно же, наши выбросы нулю тождественно не равны.
Они малые, но ненулевые. Но малые.

С другой стороны, в такую же игру можно сыграть и со всякими возобновляемыми. Например, "ваши солнечные батареи производятся в Китае с использованием электроэнергии от грязнющей угольной станции, поэтому ваши выбросы такие-то". И бабушка надвое сказала, кто после скрупулёзного подсчёта всех мелочей окажется в проигрыше по выбросам - мы или ВИЭ?

Но в любом случае, это более важно для лоббирования, чем для каких-то иных задач.

[Ирина Дорохова]

это более важно для лоббирования

Да понятно..

[KTN]

Пойнт лазерного обогащения, на который нажимают его сторонники - оно существенно (в разы!) дешевле центрифужного.

Лазерное обогащение теоретически обладает ценными свойствами:

1) Способность выделять избранный изотоп из мульти-изотопной смеси. Это относится и к радиоактивному реакторному плутонию, и к стабильным, в частности вольфраму W184 для марсианского ядерного ракетного двигателя;
2) Высокий коэффициент разделения отдельной ячейки;
3) Высокая энергетическая эффективность (дешевле центрифужного);
4) Пригодность метода к разделению сильно радиоактивных материалов, поскольку ячейка не имеет вращающихся деталей.

Первым из перечисленных свойств, кроме лазера, обладает только электромагнитный метод которым можно произвести граммы а не тонны любого изотопа.
Могут быть эффективно решены неожиданные задачи:

* Выделение ртути-196 для использования в выгорающих поглотителях и регулирующих стержнях с попутным производством на АЭС золота;
* Производство титана для сплавов оболочек ТВЭЛ ВВЭР СКД с сечением как у циркония;
* Удаление изотопа никеля, на котором происходит реакция (n,p) с той же целью;
* Производство избранных изотопов металлов нержавейки, с целью работоспособности корпуса реактора по флюенсу 600 лет;
* Производство разделённо-изотопного молибдена для легирования металлического уранового топлива бланкетов БН;
* Извлечение стабильных редкоземельных металлов из смеси осколков деления, выдержанной десятки лет, в частности платины, палладия и рения;
* Специальные задачи для выгорающих поглотителей в реакторах АПЛ.

Сейчас лазерная технология рассматривается как многообещающая, поскольку эффективнее центрифуг позволяет выделять последний килограмм 235-го из обеднённого урана.
Однако когда лазерный метод будет успешно развёрнут, общепринятым станет делать оболочки ТВЭЛ не из природных смесей металлов, а только из нужных. Топлива вдвое больше по объёму в быстром реакторе чем материала оболочек, если топливо разделённое то и оболочки логично тоже. Это может оказаться важнее задачи обеднённого урана.

Лёгкие элементы, такие как углерод и азот, чтоб не образовывался радиоактивный углерод-14 в карбидном и нитридном топливе, могут быть эффективно произведены физико-химическими методами т.к. отношение масс ядер для них достаточно велико. Однако и здесь лазер может оказаться эффективнее.

[VBVB]

Лазерное обогащение теоретически обладает ценными свойствами:

1) Способность выделять избранный изотоп из мульти-изотопной смеси. Это относится и к радиоактивному реакторному плутонию...

Не так все просто с лазерным разделением энергетического плутония по изотопам. В варианте типа SILEX физико-химические свойства пары PuF5/PuF6 прилично отличаются от свойств пары UF5/UF6. В результате разделение изтопов плутония более проблемное и заметно менее эффективное, по сравнению с разделением изотопов урана. В варианте же AVLIS разделение изотопов плутония из-за близости масс тоже сильно дорогостоящее выходит.
Кроме того, при использовании энергетического высокофонового плутония из ОЯТ лазерное разделение дает плутоний-239 с относительно высокой долей примесного плутония-238, который из-за сильного тепловыделения и высокой радиотоксичности очень сильно затрудняет технологические операции с таким плутонием и хранение боезарядов, произведенных из такого плутония.
По сути, требуется трехкратная процедура лазерного обогащения по выделению "эрзац оружейного" плутония-239 из высокофоновогот энергетического плутония. Первая стадия - получение обогащенного более, чем на 80-85% по плутонию-239 продукта. Вторая стадия - обогащение до уровня содержания плутония-239 выше 94%. Третья стадия убирание по максимуму плутония-238.
На третьей стадии установка загаживается нихреновыми количествами радиотоксичного плутония-238.