Yadro yoqilg'i aylanishi: zamonaviy uran haqida. Tijoratdan "sariq tort" yog'ishi uran kekini qayta tiklaydi
Qozog'istonning uran sanoati mamlakat byudjetiga tushadigan daromadlar bo'yicha neft qazib olishdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Ushbu sohada 25 mingdan ortiq odam ishlaydi, ammo ob'ektlarning xavfsizligi tufayli uran konlarida mehmonlar juda kam uchraydigan hodisa.
Bugun Janubiy Qozog‘iston viloyatining Suzoq tumanida joylashgan “O‘rtaliq” tog‘-kon korxonasi qanday ishlashini ko‘ramiz
“O‘rtaliq kon korxonasi” mas’uliyati cheklangan jamiyati xodimlarining ish smenasi majburiy tibbiy ko‘rikdan boshlanadi
Uran qazib oluvchi korxona ishchilarining qon bosimi va harorati o'lchanadi, shuningdek, alkotester yordamida tekshiriladi. Shifokorning so'zlariga ko'ra, muassasada spirtli ichimliklar qat'iyan taqiqlangan va oxirgi sinov "muvaffaqiyatsiz" bo'lgan birorta ham holat bo'lmagan.
Tibbiy ko'rikdan so'ng - kon oshxonasida nonushta
Ishlab chiqarishning o'ziga xos xususiyatlari qo'shimcha xavfsizlik talablarini keltirib chiqaradi - xodimlarning ish kiyimlarini alohida echinish xonasida kiyishlari va konning toza maydoniga chiqishlari taqiqlanadi;
Smena ustasi buyruq chiqaradi - ishning mazmuni, joyi, boshlanish va tugash vaqtini, xavfsiz bajarish shartlarini, zarur xavfsizlik choralarini belgilaydigan vazifa.
Xavfsizlik choralaridan biri ustaxonalarda respiratorlardan foydalanishdir. Buning sababi, uran ishlab chiqarishda sulfat kislota va ammiakli selitra kabi reagentlardan foydalaniladi.
Uran qazib olish to‘liq avtomatlashtirilgan. Nazorat xonasida siz ob'ektda sodir bo'lgan barcha jarayonlarni kuzatishingiz mumkin
O'rtaliqda uran qazib olish, Qozog'istonning barcha korxonalarida bo'lgani kabi, yer osti burg'ulash usuli bilan amalga oshiriladi. Bu usul eng ekologik jihatdan qulay bo'lgani uchun tanlangan. Dalalardagi radiatsiyaviy fon yirik shaharlardagi radiatsiyaviy fondan farq qilmaydi
Er osti yuvish usulining printsipi quyidagicha: sulfat kislotaning 2% li eritmasi er ostida uranli qatlamlarga quyiladi, ular tog 'jinslari bilan o'zaro ta'sirlashib, uranni eritadi, keyin bu uran bilan boyitilgan eritma yer yuzasiga pompalanadi. Har bir quduq tepasida nasos boshqaruv paneli mavjud
Ushbu xonada quduqlari bo'lgan poligon hududida eritma tarqatish moslamasi mavjud
Xodimlarga aql bovar qilmaydigan issiqlikdan himoya qilish uchun ko'zoynak va shlyapalar beriladi.
Bu quvurlar orqali quduqlarga sulfat kislota eritmasi quyiladi. Uranni erdan chiqarib yuboradigan nasos quduqlari xuddi shunday ko'rinadi.
Keyin uranli eritma quvurlar orqali mahsuldor eritmalarni qayta ishlash sexiga yuboriladi (sorbtsiya-regeneratsiya davri).
Bu usul bilan “O‘rtaliq”da soatiga 15 tonnaga yaqin sulfat kislota sarflanadi
Uran ishlab chiqarishda barcha jarayonlar avtomatlashtirilgan, ammo qo'lda boshqarish ham mumkin
Bu ustaxonada uran eritmasi - tijorat uran desorbati olinadi
Eritma ammoniy karbonat tuzi bilan reaksiyaga kirishib, tabiiy uran konsentrati - "sariq tort" ni oladi.
Bosim filtri ko'rsatkichlarini tekshirish
Yellowcake yoki tabiiy uran konsentrati korxonaning yakuniy mahsuloti bo'lib, u maxsus idishlarga qadoqlanadi. Aslida, bu birikmadagi uran taxminan 45-50% ni tashkil qiladi. Joriy yilda 2 ming tonna uran qazib olish rejalashtirilgan. Konning o'zi 25 yil ishlashga mo'ljallangan.
Suv osti nasoslari deyarli ta'mirlashni talab qilmaydi, ular taxminan 30 ming ish soati davom etadi. Shu bilan birga, pervanellarni doimiy ravishda tekshirish va kerak bo'lganda o'zgartirish kerak.
Uranni toʻgʻridan-toʻgʻri qazib olish bilan bir qatorda laboratoriyada konni eng samarali oʻzlashtirish imkonini beruvchi tadqiqotlar olib borilmoqda.
Qabul qilingan me'yorlarga ko'ra, qayta ishlashdan keyin er osti qatlamiga qaytarilgan eritmada litriga 3 milligramdan ko'p uran qolmasligi kerak, ammo namuna natijalariga ko'ra, yo'qotishlar 1,2 milligrammdan oshmagan.
Ish smenasini tugatgandan so'ng, xodimlar radiatsiya dozasini tekshirishlari kerak.
Korxonaga borganimizda, uran ishchilari lageri eski yaxshi kunlar – ishchilar yig‘ilib o‘tirgan tirkamalarga o‘xshab ketishini kutgandik. Biroq “O‘rtaliq”dagi navbatchilik lageri butunlay boshqacha ko‘rinishga ega – bu zamonaviy binolar majmuasi bo‘lib, unda inson ishdan keyin dam olishi uchun zarur bo‘lgan hamma narsa mavjud.
Kechki ovqatdan keyin ko'plab ishchilar stol tennisi o'ynashga vaqt ajratadilar.
Rotatsion oromgohning o'ziga xos mini-futbol maydoni ham mavjud
MAGATE rasmiylari ozgina kuch sarflab, byurokratik to‘siqlardan qutulib, Eron yadroviy dasturi bo‘yicha rezolyutsiya loyihasini ishlab chiqdi. Yumshoq rezolyutsiya avvalgi versiyalardan unchalik farq qilmaydi va u sanktsiyalar haqida ham gapirmaydi. Aftidan, Eron "sariq tort" tayyorlashda davom etadi va dunyo hozircha bunga ko'z yumadi.
Seshanba kuni MAGATE Boshqaruvchilar kengashining Eron yadroviy dasturi bilan bog'liq mavjud vaziyatga bag'ishlangan favqulodda sessiyasi chaqirildi, ammo yakuniy rezolyutsiyani yozish tezligini favqulodda deb atash qiyin.
Atom energiyasi bo‘yicha xalqaro agentlik rasmiylari rezolyutsiya loyihasining alohida bandlari matni ustida qizg‘in muzokaralar olib borayotgan bir paytda, Eron asta-sekin va inspektorlar ishtirokida Isfaxon yadro markazi jihozlaridan muhrlarni olib tashlashga va to‘liq qayta tiklashga muvaffaq bo‘ldi. ish.
Dushanba kuni Eron Isfahon Yadro markazida MAGATE muhrlari o'rnatilmagan uskunalar ustida ishlashni qisman tikladi. Uran rudasi konsentratini yetkazib berish boshlandi, uranni konvertatsiya qilish jarayonining birinchi qismini o‘z ichiga oladi. Chorshanba kuni boshqa jihozlardan muhrlar olib tashlanganidan so‘ng, Isfaxon yadro markazi asta-sekin o‘z quvvatidan to‘liq foydalanishga o‘tmoqda.
Korxona uranni konvertatsiya qilishni boshladi - uran rudasini gazga (uran geksaftoridiga) qayta ishlash. Asosan, gazni olishdan keyingi qadam kerakli uran komponentini ajratishdir va bu, o'z navbatida, tayyor uran yoqilg'isini yaratishning oxirgi bosqichidir. Ammo, Eron tomoniga ko‘ra, tarkibida uran bo‘lgan rudalarni qayta ishlashdan so‘ng olingan “sariq tort” deb nomlanuvchi tozalangan modda shunchaki maxsus idishlarda saqlanadi. Haqiqatan ham: Isfahondagi yadro markazida uran ishlab chiqarish uchun gaz sentrifugalari yo'q.
Chorshanba kuni MAGATEning qiziquvchan inspektorlari uranni qayta ishlash jarayonini kuzatish uchun Isfaxon zavodiga videokameralar o‘rnatdilar.
Ko'rinishidan, inspektorlar faqat televizor ko'rishlari mumkin bo'lsa-da, ishlab chiqarishni hech kim to'xtata olmaydi. Aslini olganda, rezolyutsiya matnida shunday deyilgan, bu Eronga o‘tgan ogohlantirishlardan unchalik farq qilmaydi.
Payshanba kuni tushdan keyin Reuters tomonidan ko'rilgan rezolyutsiyaning yakuniy loyihasida MAGATE Isfahon atom zavodida uranni qayta ishlash boshlanishidan "jiddiy xavotir" izhor qiladi. MAGATE Boshqaruvchilar kengashi rezolyutsiyada Eronni yana yadroviy markaz ishini butunlay to‘xtatishga chaqiradi. Rezolyutsiya loyihasida, shuningdek, MAGATE rahbari Muhammad al-Baradeyga 3-sentabrgacha Eron yadro dasturi bo‘yicha hisobot tayyorlash topshirilgan.
MAGATE shtab-kvartirasida “sanksiya” so‘zi doimiy ravishda tilga olinsa-da, bu sessiyada Eronga qarshi jazolovchi qarorlar qabul qilinmadi va qabul qilinmaydi.
Gap shundaki, Erondagi “yadro inqirozi”ning keskinlashuvi allaqachon neft narxining keskin oshishiga olib keldi va bir barrel uchun 65 dollarga yaqinlashdi. Eron maʼlumotlari BMT Xavfsizlik Kengashiga gipotetik tarzda topshirilsa, neft bozori bilan nima boʻlishini tasavvur qilish ham qiyin, bu haqda MAGATE majlisida muhokama qilingan.
Tehron ham voqealar rivojining bunday befoydaligini tushunadi. Kecha Eron matbuot kotibi Sirus Noseriy MAGATE rasmiylariga oʻzining yadroviy dasturi masalasini BMT Xavfsizlik Kengashiga topshirish “katta xato” boʻlishini aniq aytdi.
Evropa Ittifoqi va AQSh buni Naserisiz ham bilishadi. Birlashgan Millatlar Tashkiloti Bosh kotibi Kofi Annan Yevropa Ittifoqi davlatlarini Isfahondagi yadroviy inshootda uranni konvertatsiya qilish boʻyicha ishlarni qayta boshlash qaroriga qaramay, Tehron bilan muloqotni davom ettirishga chaqirdi. Shunday qilib, endi mojaroda ishtirok etayotgan barcha tomonlar mavjud vaziyatdan chiqish yo'lini izlaydilar, bu ularga hech bo'lmaganda muvaffaqiyatli natija ko'rinishini saqlab qolishga imkon beradi, Eron mutaxassislari esa MAGATE videokameralarining linzalari nurida. uranni boyitish yo'lini davom ettirish.
Uranni anion almashtirgichlardan desorbsiyalash usuliga qarab, IPS korxonalari uni konsentratsiyalash va tijorat desorbatlaridan ajratishning turli usullaridan foydalanadilar. Tuzli eritmalar bilan desorbsiyalanganda, uran odatda ammiakning suvli eritmalari bilan ammoniy poliuranatlar shaklida yoki o'yuvchi natriy eritmalaridan foydalanganda natriy poliuranatlar shaklida cho'ktiriladi. Poliuranat cho'kmalari filtrli presslarda siqib chiqariladi va tort keyingi tozalash uchun gidrometallurgiya zavodiga yuboriladi. Uranni aralashmalardan tozalash uchun uni cho'ktirish, birinchi navbatda, temir va ba'zi boshqa aralashmalarni pH = 3,6-3,8 da cho'ktirish va ona suyuqlikni tiniqlashtirgandan so'ng, pH = 6,5-8,0 da poliuranatlarni cho'ktirish mumkin. Olingan kimyoviy kontsentratlardagi uran miqdori, ularning tozaligiga qarab, 40 dan 64% gacha bo'lishi mumkin. Desorbsion eritmalar tayyorlash uchun poliuranatli cho'kindi ona suyuqliklari qo'llaniladi.
Ba'zi hollarda poliuranat keki kuchli sulfat kislotada eritiladi va uran konsentrlangan eritma GMZga qayta ishlash uchun yuboriladi.
Ba'zida uran kislotali xlorid desorbatlardan peroksid shaklida ajratiladi.
Uran qazib olishning gidrolitik usulining soddaligi va samaradorligiga qaramay, u jiddiy kamchilikka ega - aylanma, sarflangan mahsuldor eritmalar bilan birga er osti gorizontlariga tashlanishi kerak bo'lgan muvozanatsiz hajmdagi nitrat yoki xlorid eritmalarining to'planishi.
Uranni sulfat kislota desorbsiyasi usuli bu kamchilikka ega emas, chunki tijorat desorbatlaridan uranni sorbsiya yoki ekstraksiya usulida konsentratsiyalash va boy sodali desorbatlar yoki uran konsentratsiyasi 80...100 bo‘lgan reekstraktlar shaklida ajratib olish mumkin. g/l, va sulfat kislotaning tozalangan eritmalari desorbsiyaga qaytarilishi yoki rudalarni yuvish uchun ishlatilishi mumkin.
Uranni konsentratsiyalash va sulfat kislota va nitrat desorbatlaridan ajratish uchun ionli membranalar bilan elektrodializ jarayonidan foydalanish mumkin. Aniqlanishicha, reaktivlar - sulfat va nitrat kislotalar, nitrat tuzlari - elektrodializ jarayonida 70...80% ga yetishi mumkin, uran esa boy konsentratlar (gidratlangan uran dioksidi) shaklida ajralib chiqadi. Uranni karbonat-bikarbonatli desorbatlardan ajratish ammoniy karbonat tuzlarini 90...100°C yoki 12O...13O°S haroratda chiqindi gazlarni ushlash va uranni cho‘ktirish bilan termal parchalash yo‘li bilan amalga oshirilishi mumkin. uranil monokarbonat, uranat va ammoniy diuranat aralashmasi shakli. Hosil boʻlgan kon GMZda kalsinlanganda uran di- va trioksid aralashmasi hosil boʻladi.
Uranni ammoniy uglerod desorbatlaridan ajratib olishning yana bir mumkin boʻlgan usuli uni quruq ammoniy bikarbonat qoʻshib ammoniy uranil trikarbonat kristallari shaklida choʻktirishdir. Olingan kristallar an'anaviy kimyoviy kontsentratlarga qaraganda sezilarli darajada tozaligi bilan ajralib turadi va GMZga olib kelinganidan keyin, hatto qo'shimcha tozalashsiz ham, kalsinlanishga qarab uran trioksidi, dioksidi yoki uran oksidini hosil qilish uchun termal parchalanishga duchor bo'lishi mumkin. rejimi.
Nitratlarni qayta ishlashdan tushadigan yog'ingarchilik
Sanoat amaliyotida cho’ktiruvchi sifatida quruq ammoniy bikarbonat, ammiak eritmasi va natriy gidroksid eritmasidan foydalaniladi.
Ammoniy bikarbonat, ammoniy uranil trikarbonat (AUTC) kristallari bilan yotqizilganda yuqori namlik (30-40%), ho'l kristallardagi uran miqdori 25 dan 45% gacha.
Cho'kma juda kichik AUTK kristallari hosil bo'lishi tufayli nisbatan sekin filtrlanadi.
AUTK kristallarini tuzlashda ammoniy bikarbonatning qoldiq kontsentratsiyasi muhim rol o'ynaydi, bu 20-40 g / l ichida saqlanishi kerak. Bunda eritmadagi uran miqdori 11,5 g/l darajasida bo'ladi.
Uranni nitrat kislota eritmalaridan ammoniy bikarbonat yoki ammiak bilan pH + 24 gacha sovutish jarayonida eritmalar shaffof va barqaror bo'ladi. Keyinchalik pH+5-6 gacha zararsizlantirilganda uranning cho'kishi kuzatiladi va cho'kish vaqti ortishi bilan uran yog'inlarining to'liqligi ortadi.
PH = 7,17,5 da AUTK kristallarining to'liq izolyatsiyasi eng katta: karbonatli ona suyuqligidagi uran miqdori 0,61-0,84 g / l ni tashkil qiladi.
Kimyoviy kontsentratni ammiak bilan pH 7,6 dan yuqori cho'ktirganda, uranning boshlang'ich tarkibidan qat'i nazar, ona suyuqlikdagi uran miqdorini 0,1 g / l dan kamroqgacha kamaytirish mumkin.
Uranni ishqor bilan cho'ktirish orqali nam cho'kindida 26-45% gacha uran bo'lgan natriy diuranat ko'rinishidagi kimyoviy konsentrat olish mumkin. Ona suyuqlikdagi uranning qoldiq kontsentratsiyasi 3045 °C cho'kma haroratida 0,005-0,008 g / l ni tashkil qiladi va 70 ° C haroratda 0,036-0,078 g / l gacha ko'tariladi. Kimyoviy konsentratning namligi 30% oralig'ida o'zgarib turadi. Filtrlash tezligi past va amalda kimyoviy konsentratning cho'kish haroratiga bog'liq emas.
Ko'proq konsentrlangan gidroksidi eritmalardan foydalanish asl regeneratsiyalarni suyultirishni kamaytiradi.
Ammoniy gidrokarbonat bilan cho'ktiriladigan kimyoviy konsentrat cho'kma ishqoriga nisbatan yuqoriroq tiniqlanish tezligiga (15+20 marta) va filtrlash tezligiga (10+15 marta) ega. Ammoniy gidrokarbonat bilan yog'ingarchilikning kamchiligi uning yuqori solishtirma iste'moli (30+35 kg/kg uran).
Tijoriy nitrat rekultivatsiyasidan kristallarni reagentsiz cho'ktirish bo'yicha tadqiqotlar mavjud. Tijorat regeneratsiyalari bug'langanda, o'ta to'yingan eritmalar olinadi, ular sovutilganda kristallar cho'kadi. Cho'kish tezligi va to'liqligini oshirish uchun bug'langan tijorat regeneratiga "urug'" sifatida uranni nitratli eritmalar bilan desorbsiyalash natijasida olingan kristallarni qo'shish kerak.
“Yadroviy yoqilg‘i aylanishi” deb ataganimni beadablik bilan qayta o‘qib chiqib, nimadir etishmayotganini his qildim. Menimcha, uranning "mehnat yo'li" bugungi kunda qanday ko'rinishga ega ekanligi haqida qisqacha ma'lumot berish uchun bizga kichik eslatma kerak, chunki yopiq yadro yoqilg'isi aylanishini to'liq bosib olish bo'yicha aniq rejalar mavjud va amaliyot 90% saqlanib qolmoqda. xuddi shunday, u o'tgan asrning 70-80-yillarida qandaydir bo'lgan. Shunday qilib, men shunday maqola yaratishga harakat qilaman - agar siz to'satdan biror narsani unutsangiz, qaytib kelish qulay bo'ladi.
Ma'lumki, barcha atom elektr stantsiyalari uranda ishlaydi. Garchi u "mo''jizaviy"larning eng og'irligi bo'lsa ham, uran hali ham kimyoviy element bo'lib, u kimyoviy element sifatida er qobig'ida turli xil rudalarning bir qismi sifatida mavjud. Bu rudalar tarkibiga turli xil oksidlar va tuzlar shaklida kiradi: mezbon jinslar ham har xil: karbonatlar, silikatlar, sulfidlar; Ba'zan chiroyli va hatto ta'sirli ko'rinadi.
Uran rudasi, Foto: staticflickr.com
Uran ultrabinafsha nurda shunday porlaydi:
Ultraviyoledagi uran, Foto: seasons-goda.rf
Va bu, masalan, mahalliy oltin bilan kesishgan uranit.
Uraninit asl oltin bilan kesishgan, Foto: dakotamatrix.com
Uranni o'z ichiga olgan yuzdan ortiq minerallar ma'lum, ammo ulardan faqat 12 tasi amaliy qiziqish uyg'otadi. Rudalar toifalarga bo'linadi: kambag'aldan (uran miqdori 0,1% dan kam bo'lgan) boygacha (uran miqdori 1% dan ortiq). Kanadada uran miqdori 14-18% bo'lgan rudalar bor - men uni nima deb atalishini ham bilmayman. Super-juda boymi? Va 60% bilan Manxetten loyihasini amalga oshirishni ta'minlagan Belgiya Kongosining rudalari "Rokfeller" rudalarimi?..
Yadro loyihasi boshlanishida sayoz uran rudalari bor edi - 150-300 metr, ammo hozir deyarli barcha bunday karerlar ishlab chiqilgan va ruda uchun siz bir kilometr yoki undan ham ko'proq chuqurlikka borishingiz kerak. Mana, birinchi vazifalar: bunday chuqurlikdan qazib olish va uni chiqindi jinslardan tozalash.
Agar biz ruda tomirlari aniq ko'rinadigan kuchli jinslar bilan shug'ullanadigan bo'lsak, biz konlar quramiz, rudani maxsus mashinalar bilan maydalaymiz (radiatsiya, bilasiz, qo'l mehnati davri o'tdi) va uni tortib olamiz. Rossiyada bu Chitinchka viloyatidagi Priargunskoye koni. Arzonroq, yanada "ilg'or", ekologik jihatdan kamroq zararli usul "ISR texnologiyasi" (er osti quduqlarini yuvish) deb ataladi. Taxminan: biz markazda kerakli chuqurlikka teshik ochamiz va yon tomonlarda yana bir nechta. Biz markaziy quduqqa sulfat kislotani pompalaymiz, u toshdan uranni yuvib tashlaydi va hosil bo'lgan eritma yon quduqlar orqali sirtga chiqariladi. Masalan, Xiagda (Buryatiya) va Dalur (Qo'rg'on viloyati) konlarida uran konlari qanday ko'rinishga ega:
Xiagda (Buryatiya) va Dalur (Qo'rg'on viloyati) konlaridagi uran konlari, Foto: armz.ru
Odamlarning ishi burg'ulash bosqichida tugaydi, qolgan barcha ishlar mexanizmlar va nasoslar tomonidan amalga oshiriladi. Kerakli bosimni ushlab turish butun tashvishdir. Er yuzasida "yaralar" yo'q, ma'dan chiqindilari va bir kilometrdan ko'proq chuqurlikda sulfat kislotasi yo'q - hatto er osti suvlariga ham zarar etkazmaydi. Biroq, PSV usuli shunchalik qiziqki, bu haqda batafsilroq suhbatga qaytishga arziydi.
Biz konlardan uran rudasini qazib olish misolini ko'rib chiqamiz. Yirik tog’ jinslari bo’laklari: 1) radioaktivlik darajasiga ko’ra saralangan; 2) nozik holatga qadar ezilgan; 3) avtoklavlarga joylashtiriladi, bu erda uran yuqori harorat va bosimlarda sulfat yoki nitrat kislota yoki natriy karbonat eritmalari bilan yuviladi. Shu bilan birga, uran bu ajoyib eritmalarga o'tadi va chiqindi jinslar tom ma'noda cho'kadi. Shundan so'ng 4-bosqich keladi: eritmalardagi uran yangi kimyoviy reagentlarning qismlari bilan cho'ktiriladi, natijada uran va bu reagentlarning deyarli sof birikmalari hosil bo'ladi. Lekin reagentlar reaktorda nima qilishi kerak, deb so'rayapsizmi? Hech narsa. Binobarin, ular bu davriy bayramda ham ortiqcha, shuning uchun №5 bosqich zarur: ammoniy bikarbonat yordamida tozalash. Bu jag'ni tushiradigan ism, lekin kimdir aynan shunday qilyapti!.. Va endi 6-bosqich qoldi - tozalashdan so'ng olingan uran tuzlarining quruq, toza cho'kindilari 240 dan 850 darajagacha bo'lgan haroratda kuydirilib, sariq kek olish uchun keng tarqalgan. tor doiralarda ma'lum (uran oksidi sifatida ham tanilgan, U3O8 sifatida ham tanilgan). Mana u, azizim.
Yellowcake, Foto: fresher.ru
Rang, albatta, har doim ham quvnoq bo'lmasa-da, u ancha kamtarroq bo'lishi mumkin.
Sariq tort, Foto: http://umma.ua/
Ta'riflangan olti bosqichning barchasi to'g'ridan-to'g'ri minalar yaqinida amalga oshirilishiga e'tiboringizni qaratmoqchiman. Har qanday uran koni kimyoviy ishlab chiqarish jamlangan joy hisoblanadi.
Yellowcake qulay, chunki u juda barqaror, u past radioaktivlikka ega - shuning uchun u tashish uchun javob beradi. Va ular oxirgi kimyoviy protsedurani amalga oshirish uchun uni sentrifugalarga yaqinlashtiradilar - uni uran oksididan uran ftoridiga aylantiradilar. Yadro olimlari bu jarayonni uran konversiyasi deb atashadi va busiz hech qanday yo'l yo'q. Uran ftorid qulay, chunki 53 darajaga qizdirilganda u erimaydi, lekin darhol gazga aylanadi, u sentrifugalar yordamida boyitish uchun yuboriladi. Boyitish - uran-235 kontsentratsiyasining tabiiy qiymatidan 0,7% dan kerakli 4% gacha (har xil turdagi yadroviy reaktorlar uchun o'rtacha 2,6% dan 4,8% gacha) oshishi. Agar kimdir bizning boyitish komplekslarimiz ko'rinishini o'tkazib yuborgan bo'lsa (va bizda ular to'rtta joyda mavjud: UEKhK - Sverdlovsk viloyati, Novouralsk shahridagi Ural elektrokimyo zavodi; SKhK - Tomsk viloyati, Seversk shahridagi Sibir kimyo zavodi; AEKhK - Angarsk elektrokimyo zavodi; EKhZ - Zelenogorskdagi elektrokimyo zavodi, Krasnoyarsk o'lkasi), mana siz:
Boyitish majmuasi, Foto: http://atomicexpert.com/
Santrifugalardan, albatta, chiqishi bir xil gaz, bir xil uran ftorid, faqat hozirda uran-235 ko'proq. Gazni reaktorga to'ldirish mumkin emas - shunga ko'ra, ftoridni uran oksidiga (aniqrog'i, dioksidga, UO2) aylantirish kerak va bu allaqachon kukun.
Kukunli metallurgiya yordamida uran dioksidi kukuni diametri taxminan 1 sm va qalinligi 1 dan 1,5 sm gacha bo'lgan yonilg'i granulalariga aylantiriladi, granulalar zirkonyum qotishmasidan va 1% niobiydan tayyorlangan ingichka devorli quvurlarga ehtiyotkorlik bilan joylashtiriladi, 3,5 metr. zamonaviy VVERlar uchun uzoq. 1,5 kg uran granulalari bilan to'ldirilgan bu quvur bir xil yonilg'i tayog'i: yonilg'i elementi. Mana ular chiroyli:
Bu ish Rossiyada, Moskva viloyati, Elektrostal shahridagi mashinasozlik zavodida va Novosibirsk kimyoviy kontsentratlar zavodida amalga oshiriladi. Zirkonyum Udmurt Respublikasining Glazov shahrida Chepetsk mexanika zavodida quyiladi. Yoqilg'i elementlari tizimli ravishda yonilg'i agregatlariga - yonilg'i agregatlariga birlashtirilgan. Ular shunday ko'rinadi:
FA - yoqilg'i yig'ishlari, Foto: atomic-energy.ru
Ko'rib turganingizdek, tasavvurlar olti burchakli chuqurchalardir va bu Sovet-Rossiya dizayni. Ammo TVS - G'arbiy dizayndagi "kvadrat":
TVS-"kvadrat", Foto: http://nuclear.ru/
Men bolaligimning bir qismini bobomning asalari bog'ida o'tkazdim, shuning uchun men juda tarafkashman - menga "asal qoliplarimiz" ko'proq yoqadi.
Endi planshetlar ko'rinishidagi uran yonilg'i agregatlariga birlashtirilgan yonilg'i novdalariga joylashtirilgan, "pechka" ga - atom elektr stantsiyasi reaktorining yadrosiga joylashtirilishi mumkin. Keyingi 18 oy ichida, odatda, "yoqilg'i kompaniyasi" deb ataladi, uran asta-sekin sarflangan yoqilg'iga aylanadi. Yoqilg'i kampaniyasi boshlanishidan oldin reaktor qanday ko'rinishga ega bo'lgan rasm:
Reaktor, Foto: http://publicatom.ru/
Menimcha, uranning rasmlari bilan bunday tarixi yadroviy yoqilg'i aylanishi haqidagi hikoyaning boshidanoq kerak edi. Iltimos, birinchi navbatda buni qila olmaganim uchun meni ko'p tanbeh qilmang - men yoshi katta bloggerman va yoshligimda xatolar tez-tez uchraydi. Men ushbu eslatmani yadroviy yoqilg'i haqidagi hikoyalar tsiklida "No 0" deb hisoblashni taklif qilaman!
Maqolaning mazmuni
URAN SANOATI. Uran atom energetikasining asosiy energiya manbai bo'lib, dunyodagi elektr energiyasining qariyb 20 foizini ishlab chiqaradi. Uran sanoati uran qazib olishning barcha bosqichlarini, jumladan, qidirish, ishlab chiqish va rudani boyitishni qamrab oladi. Uranni reaktor yoqilg'isiga qayta ishlashni uran sanoatining tabiiy tarmog'i deb hisoblash mumkin.
Resurslar.
Bir kilogrammi 100 dollardan ko'p bo'lmagan xarajat bilan rudadan ajratib olish mumkin bo'lgan butun dunyo bo'ylab etarlicha ishonchli o'rganilgan uran resurslari taxminan 3,3 milliard kg U 3 O 8 deb baholanadi. Buning taxminan 20% (taxminan 0,7 mlrd. kg U 3 O 8, sm. Rasm) Avstraliyaga to'g'ri keladi, undan keyin AQSh (taxminan 0,45 mlrd. kg U 3 O 8). Janubiy Afrika va Kanadada uran ishlab chiqarish uchun katta resurslar mavjud.
Uran ishlab chiqarish.
Uran qazib olishning asosiy bosqichlari rudani yer osti yoki ochiq usulda qazib olish, rudani boyitish (tartiblash) va rudadan uranni yuvish yoʻli bilan ajratib olishdan iborat. Konda uran rudasi burg'ulash-portlash usuli yordamida tosh massasidan olinadi, maydalangan ruda saralanadi va maydalanadi, so'ngra kuchli kislota eritmasiga (oltingugurt) yoki ishqoriy eritmasiga (natriy karbonat, eng afzali) o'tkaziladi. karbonat rudalari holatida). Tarkibida uran boʻlgan eritma erimagan zarrachalardan ajratiladi, konsentratsiyalanadi va ion almashinadigan qatronlarda sorbsiyalash yoki organik erituvchilar bilan ekstraktsiya yoʻli bilan tozalanadi. Konsentrat, odatda, sariq kek deb ataladigan U 3 O 8 oksidi shaklida, keyin eritmadan cho'ktiriladi, quritiladi va taxminan sig'imi bo'lgan po'lat idishlarga joylashtiriladi. 1000 l.
G'ovakli cho'kindi rudalaridan uran olish uchun in situ yuvish tobora ko'proq foydalanilmoqda. Ishqoriy yoki kislotali eritma ruda tanasiga burg'ulangan quduqlar orqali doimiy ravishda haydaladi. Bu eritma, unga uran o'tkazilib, konsentratsiyalanadi va tozalanadi, so'ngra undan yog'ingarchilik yo'li bilan sariq kek olinadi.
Uranni yadro yoqilg'isiga qayta ishlash.
Tabiiy uran konsentrati - sariq kek - yadroviy yoqilg'i aylanishida xom ashyo hisoblanadi. Tabiiy uranni yadroviy reaktor talablariga javob beradigan yoqilg'iga aylantirish uchun yana uchta bosqich kerak: UF 6 ga aylantirish, uranni boyitish va yoqilg'i elementlarini (yoqilg'i elementlari) ishlab chiqarish.
UF6 ga aylantirish.
Uran oksidi U 3 O 8 ni uran geksaftorid UF 6 ga aylantirish uchun sariq tort odatda suvsiz ammiak bilan UO 2 ga qaytariladi, undan keyin gidroflorik kislota yordamida UF 4 olinadi. Oxirgi bosqichda UF 4 ga toza ftor bilan ta'sir etuvchi UF 6 olinadi - xona haroratida va normal bosimda sublimatsiyalanadigan va yuqori bosimda eriydigan qattiq mahsulot. Uran ishlab chiqaruvchi beshta yirik davlat (Kanada, Rossiya, Niger, Qozog'iston va O'zbekiston) birgalikda yiliga 65 ming tonna UF 6 ishlab chiqarishi mumkin.
Uranni boyitish.
Yadro yoqilg'i aylanishining keyingi bosqichida UF 6 tarkibidagi U-235 miqdori ortadi. Tabiiy uran uchta izotopdan iborat: U-238 (99,28%), U-235 (0,71%) va U-234 (0,01%). Yadro reaktoridagi parchalanish reaktsiyasi U-235 izotopining yuqori miqdorini talab qiladi. Uranni boyitish izotoplarni ajratishning ikkita asosiy usuli bilan amalga oshiriladi: gaz diffuziya usuli va gazni sentrifugalash usuli. (Uranni boyitishda sarflangan energiya ajratish ish birliklarida, SWUda o'lchanadi.)
Gaz diffuziya usuli bilan qattiq uran geksaftorid UF 6 bosimni pasaytirish orqali gaz holatiga aylanadi, so'ngra devorlari orqali gaz tarqalishi mumkin bo'lgan maxsus qotishmadan tayyorlangan gözenekli quvurlar orqali pompalanadi. U-235 atomlari U-238 atomlariga qaraganda kamroq massaga ega bo'lgani uchun ular osonroq va tez tarqaladi. Diffuziya jarayonida gaz U-235 izotopi bilan boyitiladi va quvurlar orqali o'tgan gaz tugaydi. Boyitilgan gaz yana quvurlar orqali o'tkaziladi va jarayon namunadagi U-235 izotopining tarkibi yadro reaktorining ishlashi uchun zarur bo'lgan darajaga (3-5%) etguncha davom etadi. (Qurol darajasidagi uran 90% U-235 dan yuqori darajagacha boyitishni talab qiladi.) U-235 izotopining atigi 0,2–0,3% boyitish chiqindilarida qoladi. Gaz diffuziya usuli yuqori energiya intensivligi bilan ajralib turadi. Ushbu usulga asoslangan zavodlar faqat AQSh, Frantsiya va Xitoyda mavjud.
Rossiya, Buyuk Britaniya, Germaniya, Niderlandiya va Yaponiyada sentrifugalash usuli qo'llaniladi, bunda UF 6 gazi juda tez aylanadi. Atomlar massasining farqi va shuning uchun atomlarga ta'sir qiluvchi markazdan qochma kuchlar tufayli oqimning aylanish o'qi yaqinidagi gaz U-235 yorug'lik izotopi bilan boyitiladi. Boyitilgan gaz yig'iladi va olinadi.
Yoqilg'i tayoqlarini ishlab chiqarish.
Boyitilgan UF 6 zavodga 2,5 tonnalik po‘lat idishlarda keladi. Undan UO 2 F 2 gidroliz orqali olinadi, keyinchalik ammoniy gidroksid bilan ishlov beriladi. Cho'kma qilingan ammoniy diuranat filtrlanadi va uran dioksidi UO 2 hosil qilish uchun yondiriladi, u presslanadi va mayda keramik pelletlarga sinterlanadi. Tabletkalar tsirkonyum qotishmasidan (Zirkaloy) tayyorlangan quvurlarga joylashtiriladi va yonilg'i tayoqchalari olinadi, deb ataladi. 200 ga yaqin bo'lakni to'liq yonilg'i agregatlariga birlashtirgan, atom elektr stantsiyalarida foydalanishga tayyor bo'lgan yoqilg'i elementlari (yoqilg'i elementlari).
Ishlatilgan yadro yoqilg'isi juda radioaktiv bo'lib, saqlash va utilizatsiya qilishda alohida ehtiyot choralarini talab qiladi. Asosan, yadro yoqilg'isi sifatida qayta ishlatilishi mumkin bo'lgan qolgan uran va plutoniydan parchalanish mahsulotlarini ajratish orqali uni qayta ishlash mumkin. Ammo bunday qayta ishlash qimmat va tijorat ob'ektlari faqat Frantsiya va Buyuk Britaniya kabi bir necha mamlakatlarda mavjud.
Ishlab chiqarish hajmi.
1980-yillarning oʻrtalariga kelib, atom energetikasining tez oʻsishiga boʻlgan umidlar barbod boʻlgach, uran ishlab chiqarish keskin kamaydi. Ko'plab yangi reaktorlar qurilishi to'xtatildi, mavjud korxonalarda uran yoqilg'isi zaxiralari to'plana boshladi. Sovet Ittifoqi parchalanishi bilan G'arbda uran ta'minoti yanada oshdi.
