"Литер": Страсти по урану. Конкурентная борьба за "небесный металл" нарастает

Как писал один физик-ядерщик, у U – урана было затянувшееся беспризорное детство. Да еще с такой оскорбительной характеристикой: "Элементарный уран практического применения не имеет".
Так было написано в Технической энциклопедии 1934 года. И он вполне мог завидовать своим более удачливым собратьям по таблице Менделеева – железу, серебру, меди.
Уран впервые был обнаружен (в урановой смолке) и описан великим немецким химиком-аналитиком М. Клапортом в 1783 году. А назвал он его так потому, что его открытие почти совпало с открытием новой планеты, которую астроном Гершель тоже нарек Ураном. Ураном по греческой мифологии назывался бог неба, сын и одновременно супруг богини Земли – Геи, который стал прародителем многих греческих богов, кентавров и пр. Поэтому в прошлом уран иногда называли "небесным металлом". Впрочем, Клапорт ошибался, называя обнаруженный им элемент металлом, на самом деле это был окисел. Чистый же уран был впервые получен и описан французом Э. Пелиго лишь в 1842 году. До открытия в 1870 году Менделеевым периодического закона атомный вес урана равнялся 120, но великий русский ученый, разместив элемент в трансурановом ряду, увеличил его в два раза. Уран самый тяжелый металл. Долгое время после своего рождения он ничем себя не проявил, хотя физические свойства его и были известны. Правда, европейские производители керамики, кубков и бокалов использовали его в качестве ингредиента при производстве красок и стекла, особенно при росписи ценнейшего севрского фарфора. Но он ждал своего часа. И дождался.

В обнимку с ураном

Как считают ученые, уран, которого мы так боимся, – элемент (парадокс) нашей с вами жизни. Хотя его роль в физиологических процессах не выяснена до конца, доподлинно известно, что он является неотъемлемой частью всего живого. Есть немало видов растений, способных интенсивно поглощать уран из почвы и накапливать его в себе. Пчелы берут мед с таких растений, а мы употребляем его в пищу. Поэтому в нашем недалеком прошлом, когда об уране говорили только шепотом, да и то иносказательно, советским кооператорам, ведущим обменные операции "с буржуинами: мед – ширпотреб", запрещалось указывать на флягах с нектаром точное место медосбора.
Уран входит в состав частей тела человеческого организма. Больше всего его находится в нашем скелете – 66 процентов, в печени – 16, в почках – 10, всего 90 микрограммов. Все, что свыше этого, – вредно. В любом виде уран представляет опасность для здоровья человека
В 1896 году французский физик в третьем поколении Анри Беккерель, изучая явление фосфоресценции, случайно (хотя в науке ничего случайного не бывает) обнаружил, что соли урана сами по себе, без всякого внешнего воздействия испускают невидимые лучи, которые пронизывают даже самые непрозрачные предметы. Притом даже со временем поток этих лучей не ослабевает. С тех пор и вошло в обиход новое слово – радиоактивность.

Из безвестности – на пьедестал

Первое десятилетие двадцатого века ознаменовалось прорывными открытиями, перевернувшими представления о строении материи. Теория о неделимости атома и его неразрушимости рухнула. И тогда интерес к урану возник с новой силой. В 1939 году немецкими физиками Ганом и Штрассманом было обнаружено, что атомы урана могут легко делиться под воздействием нейтронов и что при этом освобождается невиданное доселе количество энергии. Начавшаяся Вторая мировая война ускорила процесс использования колоссальной силы, заложенной в атоме урана, в военных целях.
Природные урановые руды содержат три изотопа: уран-238, на который приходится 99 процентов, уран-235 – 0,7 процента и сотые доли процента урана-234. Последний изотоп почти не используется. Самый большой интерес представляет собой уран-235, он делится легче других.
В 1940 году было сделано еще одно сенсационное открытие. Оказалось, что при бомбардировке ядер природного урана быстрыми нейтронами можно расколоть и природный уран-238, в результате получается новый элемент с еще лучшими энергетическими качествами. Новый элемент, выделенный шведом Сиборгом, назвали плутонием. Это был новый демон, покруче первого, которым нужно было овладеть, и сделать это в кратчайшие сроки.
Ученые, бежавшие из ставшей "коричневой" Европы в Америку, опасались, что их вчерашние коллеги, оставшиеся в Германии с Гитлером, дышат им в затылок и сделают бомбу первыми. Как оказалось впоследствии, тревога была ложной, но джинна все-таки решили выпустить из бутылки. Не все участники Манхэттенского проекта были согласны с этим, но политика взяла верх. Как известно, международная команда сделала два типа бомб – один с плутониевой начинкой, другой – из обогащенного U-235. После этого к урану стали относиться с пиететом, он был внесен в списки самого стратегического сырья.

Шесть провинций

Всевышний Казахстан ураном не обидел. По его запасам страна занимает второе место в мире после Австралии – 1,6 миллиона тонн, и это не окончательная цифра. Он находится в шести урановых провинциях. До развала Союза республика являлась основным поставщиком уранового сырья для советской ядерной индустрии – более сорока процентов. Главным в то время было "накормить" военно-промышленный комплекс, все остальное – вторично. За ценой не стояли. Потом наступила пора всеобщей влюбленности в мирный атом. АЭС строились во всем мире. Помимо того, что поиском урановых руд в Казахстане занималась специально созданная Волковэкспедиция, каждый геолог, что бы он ни искал, имел с собой дозиметр. А всего в стране начиная с 1946 года уран искали около 250 геологический партий. В казахстанском сегменте "империи уран" работало почти сто тысяч человек. Мало кто знал, что в республике насчитывалось тогда с десяток городов, не обозначенных ни на одной карте. Некоторые из них по численности населения и по своему экономическому потенциалу не уступали иным областным центрам.
Но вот Советский Союз рухнул, а с ним развалилась и всесильная "империя уран", которую долгие годы лелеяло и холило государство, отдавая закрытым городам и рудникам все лучшее. Расползлась по швам и обширная программа строительства атомных станций, после Чернобыля говорить о мирном атоме в мажоре считалось дурным тоном. И все-таки уранодобытчикам созданной в 1997 году НАК "Казатомпром" удалось не только сохранить свою нишу, но и выйти на новый качественный уровень. В прошлом году Казахстан добыл 17803 тонны урана и вышел в мировые лидеры.

К шапочному разбору

К дележу уранового пирога в Казахстане Росатом опоздал. А может, и не спешил, размышляя: а куда они без нас денутся? Вот что рассказывал об этом в интервью главному редактору газеты "Завтра" Александру Проханову глава Росатома Сергей Кириенко. "Когда я приехал в одну из стран, наших партнеров по СНГ (стопроцентно Казахстан. – С. Б.), там специалисты из нашей же отрасли мне грамотно объяснили: "Здорово, конечно, что ты приехал. Но в начале 90-х мы умоляли, чтобы вы вернулись. Потому что не знали, что без вас делать. И в конце 90-х мы еще вас ждали. Даже в начале 2000-х мы еще готовы были вас принять. Но сейчас вы нам не нужны. Мы пережили то тяжелое время, когда вы нас бросили одних. Мы справились, теперь у нас нет проблем. Нам не нужны деньги, нам не нужны технологии, не нужны кадры – у нас все есть". Конечно, Россию мы не обидели, она получила свою долю – четыре блока месторождения Буденновское. Правда, его еще нужно дораз-ведать. Но России нужно много урана, очень много. Она намерена построить десятки реакторов у себя и еще больше за рубежом. Ядерная энергетика – козырная карта РФ. Вот и рыскают теперь гонцы Росатома по всему белу свету. Где есть значимые месторождения урана – они там: Намибия и ЮАР, Монголия и Армения, Украина и Восточная Европа, Казахстан и Узбекистан, Канада и Австралия. Росатом готов сотрудничать на любых условиях: обмениваться активами, входить в долю, кооперироваться в геологоразведке. Но лучшим местом для россиян является все-таки Казахстан. Тут все свои, все надежно – общая школа добычи урана, мирные люди, тут ночью не придут тутси с Калашниковым.

Куда девался российский уран

И в самом деле, куда же Россия подевала свой уран? Ведь во время противостояния его было накоплено немало. Эксперты оценивали его в 200–250 тысяч тонн. А приплюсуйте сюда запасы складов оборонного комплекса, разделанные боеголовки. А вот куда.
В 1994 году Россия и США подписали соглашение о поставках низкообогащенного урана, переработанного из высокообогащенного (свыше 90 процентов) , извлеченного из демонтируемых в России ядерных боеголовок (соглашение ВОУ-НОУ). За двадцать лет США должны выплатить России почти 12 миллиардов долларов (эта цена потом выросла) и получить 500 тонн высокообогащенного урана, который будет переработан в 15,3 миллиона килограммов уранового топлива, содержащего 4,4 процента уран-235. В российской печати время от времени это решение Бориса Ельцина подвергается критике, мол, свой уран продали дяде (в данном случае дяде Сэму), а сами остались ни с чем. Но с другой стороны, это был вынужденный шаг, позволивший России спасти свою ядерную индустрию, в том числе оружейный комплекс от коллапса. Вполне естественно, что выброс оружейного урана на энергетический рынок отрицательно сказался на ценах на уран. Многие предприятия – производители урана вынуждены были свернуть свою деятельность. Контракт ВОУ-НОУ заключен до 2014 года, в течение всего этого времени более тридцати процентов американских АЭС работают на российском уране. А вот что касается высокообогащенного урана, полученного из демонтированных американских боеголовок "томагавков" и "минитменов", то он в общем-то не попал на энергетический рынок и находится пока что в стратегическом резерве. А если учесть, что запасы его, скорее всего, больше российских, можно представить себе, как долго это может сказываться на мировых ценах на уран. Вот и попробуйте на месте того же Казатомпрома правильно выстроить свою производственно-ценовую политику, находясь между такими жерновами.

А табачок врозь

Периодически в урановых делах между Россией и Казахстаном "искрит". Сейчас, похоже, очередная такая полоса. Чего только стоит заголовок в одной из газет: "ГРУ против Казатомпрома?". Прямо-таки дохнуло холодной войной.
Сейчас времена вроде не те, не хочется верить, что это все всерьез, если даже об этом поведал всезнающий WikiLeaks. Все-таки Россия и Казахстан стратегические партнеры, через месяц открывают тамо-женные границы. Но, как говорится, дыма без огня не бывает.
Будем откровенны, Россия ревниво относится к самостоятельным шагам Казатомпрома, считай – Казахстана, в ураново-ядерной сфере. Как бы было здорово, мечтает Росатом, вернуться к некоему прообразу бывшего Средмаша, когда Казахстан добывал бы уран, Россия бы его обогащала и делала конечный продукт с высокой добавленной стоимостью, Украина делала бы паровые турбины для АЭС. А Казатомпром не устраивает такое разделение труда. Он не хочет замыкаться на русских реакторах, ему подавай реакторы западного дизайна. Он не хочет складывать яйца в одну корзину, хочет самостоятельности, хочет заключать и заключает контракты на поставку уже готового топлива, а не дешевого желтого кека, на западный рынок. И не надо искать по этому поводу скелеты в шкафу. Значит, партнерство с другими странами его больше устраивает, оно больше соответствует интересам Казахстана. И это не какое-то там упрямство или желание насолить соседу.
Конечно, приятно быть первым во всем мире по добыче урана. Очень приятно, когда твою страну называют урановой Саудовской Аравией. И вокруг тебя вьются все мировые игроки. У нас есть все возможности поднять добычу урана до 20–25 тысяч тонн в год. Только надо ли? Можно так разогнаться на этой приятной волне "мы впереди планеты всей", что запасы урана иссякнут раньше нефти. Поэтому, ямщик, не гони лошадей. За такой товар, как уран, уже мало получать только денежный эквивалент. И это понимают даже в России. По мнению экспертов Российского государственного геологоразведочного университета (сайт Pro атом), Росатом мог бы в большем количестве импортировать сырьевой уран из Казахстана за счет рационализации внешнеторговых связей на межправительственном уровне с этой страной. Поскольку Казахстан остро нуждается в воде, можно было бы реанимировать проект поворота сибирских рек в Среднюю Азию. Имеются и другие экономические стратегии, чтобы Россия могла быть более привлекательным импортером урана из Казахстана. По-моему, комментарии здесь излишни.
В конце марта этого года Россия и Казахстан подписали соглашение, в результате которого Казатомпром вместе с Росатомом до конца года создадут совместное предприятие (50 на 50) по обогащению урана на базе российского обогатительного комбината в Новоуральске, мощностью около пяти тысяч тонн. Хочется надеяться, что этот проект будет взаимовыгодным для обеих стран и его не постигнет участь проекта в Новоангарске.

Танец на игле

Росатом контролирует 40 процентов мирового рынка обогащения урана и 17 процентов ядерного топлива. Интересы экономической безопасности России требуют половину обеспеченности собственным ураном, включая СП в Казахстане. (Для сравнения, в 2009 году Россия произвела 3564 тонны урана, Казахстан – 14020). Существуют три способа добычи урана. Первый – это шахтный и карьерный, самый тяжелый. Второй – подземное выщелачивание, более трети урана в мире добывается таким способом, в Казахстане – весь добываемый уран. По признанию МАГАТЭ, подземный способ выщелачивания, используемый у нас, является эталонным. Третий способ – побочная добыча, когда уран является примесью при добыче золота, меди и других металлов. Конечный продукт всех сложных переделов – желто-золотой порошок, так называемый желтый жмых или желтый кейк, т.е. желтый пирог. Это и есть оксид урана, в котором находится 70–80 процентов металла. Именно этим порошком торгуют на биржах, он-то и является исходным сырьем для атомных реакторов. Но, чтобы стать полноценным топливом, его вначале превращают в газообразное состояние, а потом обогащают. Обогащение является самой сложной и дорогостоящей операцией. Заводы по обогащению имеются только в пяти станах. Есть несколько способов обогащения, но основные из них два – газодиффузионный и газоцентрифужный. На заре атомной эры атомщики оказались перед выбором: какой способ более перспективный?
В Советском Союзе отдали предпочтение газовой центрифуге – и оказались в выигрыше. Нужный результат достигается в обоих случаях, но центрифужное разделение гораздо дешевле. Советская технология поражает своей простотой и одновременно гениальностью ре-шения, в основе которого лежит "танец на игле". Представьте себе это невероятное изделие: центрифуга, которая вращается со скоростью 1500 оборотов в минуту непрерывно в течение тридцати (!) лет. Основная доля (93 процента) российского урана добывается шахтным способом (более дорогим, чем подземное выщелачивание) и находится в Читинской области неподалеку от города Краснокаменска. Остальной уран добывают в Курганской области и в Бурятии.
Несмотря на то, что на геологоразведку РФ в последнее время тратит немалые средства, приращение урана идет медленно и отстает от растущих потребностей. Эксперты считают, если до 2015 года РФ не увеличит добычу урана в пять раз, то страна из экспортера урана превратится в импортера. Хотя глава Росатома Сергей Кириенко и заявляет, что драматизировать ситуацию не стоит – запасов урана в России хватит надолго, но находящийся в земле уран – это всего лишь, говоря современным языком, виртуальное топливо.

С оглядкой на Фукусиму

Предполагалось, что с наступлением эры ядерного ренессанса, когда большинство развитых стран осознали необходимость развития у себя атомной энергетики, урана потребуется много. Но тут аккурат к 25-летию Чернобыльской аварии японская АЭС "Фукусима 1" преподнесла жуткий сюрприз.
Поэтому, может быть, мы зря метаем дротики? А что, если вместо ожидаемого ядерного ренессанса последует затяжной постфукусимовский синдром? И такие тревожные сигналы уже есть. Цены на уран уже качнулись вниз. Решительное "нихт" ядерной энергетике сказала Германия. К 2022 году все ядерные блоки этой страны будут выведены из строя действующих. О замедлении темпов приращения мирного атома заявил Китай. Потихоньку жмут на тормоза США. Россия стоит пока непоколебимо, но уже есть первая ласточка. Катастрофа в Японии сорвала крупнейшую зарубежную сделку Росатома. Принадлежавший ей урановый холдинг АРМЗ отказался пока покупать австралийскую компанию Mantra Resources стоимостью 1,2 млрд долларов США. Эта покупка должна обеспечить Маntra финансирование основного проекта разработки месторождения в Танзании, предварительные запасы которого оцениваются в 4600 тонн урана.
Делать дальние прогнозы сейчас никто не берется. Ликвидация аварии в Японии затягивается на неопределенное время. Не говоря уже о ее последствиях. Как считают эксперты, все будет зависеть от цены на "небесный металл". Если она упадет ниже 55 долларов за фунт, многие производители сократят разработку месторождений. Более глубокое падение наблюдалось в 90-х годах прошлого века – тогда цена на уран падала до 7 долларов фунт, что привело к закрытию 400 производителей урана, выжил лишь каждый десятый.
Конечно, ядерную энергетику назад не воротишь, свою нишу она застолбила. Глобальное потепление тоже никто не отменял. Но очередное поднятие планки безопасности ядерной энергетики, а оно обязательно последует, повлечет за собой приостановку или задержку строительства новых АЭС, ускоренное закрытие блоков, отработавших свой срок. Поэтому производителям урана, в том числе и крупнейшему из них Казатомпрому, нужно быть готовыми к любому развитию сценариев, чтобы смягчить все возможные риски.

Помечтаем?..

Кто же в конечном итоге может оказаться в выигрыше? Тот, у кого нервы окажутся покрепче, кто не свернет с намеченного пути. Кто сможет создать реактор на быстрых нейтронах с естественной безопасностью и отработает его. Здесь самые лучшие шансы у России. Было сообщение, что желание участвовать в создании такого реактора изъявила империя Билла Гейтса. Смысл существования ядерной энергетики, считают некоторые эксперты, появится лишь тогда, когда весь мир будет преимущественно использовать уран-238, запасы которого колоссальны, в том числе и в отвалах, их хватит на тысячи лет. Пока что мы "топим" урановые печки крупными ассигнациями. Переход на природный уран требует замыкания топливного цикла, и таким образом будет решена проблема утилизации радиоактивных отходов. А это проблема из проблем. По прогнозам, сие произойдет где-то лет через двадцать-тридцать. К тому времени, надеемся, пройдут два периода полураспада радиофобии и наше общество тоже созреет для строительства АЭС. Главный ингредиент – плутоний для первой заправочной партии у нас есть. Нужно только будет извлечь его (тут опять не обойдешься без России – на "Маяк" самое короткое плечо) из отработанного ядерного топлива, который находился в реакторе БН-350 и хранится теперь на площадке "Байкал" бывшего Семипалатинского ядерного полигона. Плохо только, что качество этого топлива из-за долгого хранения ухудшается.

Сергей БОРИСОВ

  • Дата публикации: 09.06.2011
  • 236

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться