Починаючи цикл статей про ядерну енергію я постараюся описати кілька моментів, які часто проговорюються побіжно, або взагалі не згадуються при розмові про "ядерної альтернативі" копалиною мінеральним палив.
Стартанём з звичайних цифр і картинок, які іноді набагато більш красномовні, ніж абзаци густого тексту. У кого розвинена ліва півкуля - дивляться на цифри, у кого сильніше образи, за які відповідає права півкуля - вражаюче графіками і красивими картинками.
Ось це - 200 тонн тринітротолуолу (TNT, близький родич якого - динаміт, за гроші від продажу якого, в тому числі, і була заснована Нобелем знаменита Нобелівська премія):
Що, невже 200 тонн? Три вагони вибухівки?
Так, ось цифри щільності енергії різних речовин:
Природна суміш ізотопів урану №238 (U-238) і №235 (U-235), збагачена до реакторної ступеня, має густину енергії, що перевершує щільність енергії бензину в 8 000 000 раз (прописом: у вісім мільйонів разів)
Ну, а якщо порівнювати такий збагачений уран з модними нонче Li-Ion батареями, то щільність урану по енергії виявиться вище щільності енергії в акумуляторах "всього-то" в 120 мільйонів разів.
Зі свинцевими акумуляторами навіть порівнювати не буду - вже дуже смішні цифри виходять.
Коротше, магія великих чисел починається.
Власне кажучи, "ядерний клуб" в світі, за фактом, це набагато більш закрита структура, ніж ЄС, НАТО або G20. У неї не можна потрапити "просто так" - по "праву народження", як в ЛАГ або "за переконаннями", як в Рух Неприєднання.
За фактом, для входу в "ядерний клуб" доводиться покласти на наукові, технологічні, інженерні дослідження, організаційні та виробничі проекти життя і зусилля, як мінімум, одного покоління країни.
А потім треба день за днем, рік за роком, підтримувати та вдосконалювати свої структури і своїх людей, які залучені до процесу забезпечення присутності країни в "ядерному клубі".
Тобто, один раз увійшовши в клуб, але не приділяючи потім належного, постійної уваги розвитку всього букета ядерних технологій, вдруге зазвичай вже неможливо витягнути з країни всі жили для створення надзусилля по поверненню втраченого знання. Другий раз в ядерну річку вже не пускають.
Хто зараз складається в "ядерному клубі"? Ось все ті, хто в тій чи іншій мірі залучений в ядерну енергію. Спочатку я довільно розташував "зброярів", які ще й обзавелися своєю ядерною бомбою, потім - реакторщіков, які мають свій діючий реактор, а потім - всіх інших, які в тій чи іншій мірі залучені в використання ядерної енергії.
Спочатку - група лідерів. У смугастих купальниках пливуть вони вперед, до світлого ядерному майбутньому:
Необхідні пояснення? Їх є у мене.
По-перше, у нас є "Велика ядерна сімка" - США, Росія, Франція, Китай, Великобританія, Індія і Пакистан. Військовий ядерний клуб. люди, у яких є можливість влаштувати Вам персональний армагеддец прямо на задньому дворі.
Проти назви кожної з країн є кількість ядерних зарядів, накопичених ними за половину ХХ і початок XXI століття. Хтось може знищити кулька десяток разів, хтось тільки разок - ролі це не грає, будь-який з членів "Великої сімки" може легко втоптати невелику країну в кам'яний вік. Це Вам не ядерні терористи - Північна Корея та Ізраїль, ці хлопці грають по-крупному.
Всі ці країни успішно налагодили у себе збагачення природного урану в промислових кількостях, поставивши на своїй території досить потужні заводи з розділення ізотопів. Власне кажучи, саме на цих заводах і виробляються основні обсяги промислового ядерного палива, оскільки країна, яка видобуває уран, зазвичай не може перетворити його у щось путнє і придатне для ЯПЦ (ядерно-паливний цикл), і продає цей природний уран комусь в "Великий сімці", або ще кільком країнам нижче за списком, у яких є технології поділу ізотопів урану - а потім вже отримує збагачене уранове паливо назад у вигляді красивих паливних "пігулок", як на першій фотографії. Там де в тазику лежить 200 тонн тротилу.
Власне кажучи, вже починаючи з цього етапу відчувається різниця в підходах між російськими і західними технологіями.
Американський (західний) ЯПЦ працює на закісьокісі урану (U3O8), званої ще "жовтим" кеком. Ось ця субстанція, U3O8:
Виглядає приємно, але не куркума.
Російський же ЯПЦ спочатку будувався на використанні в якості сировини іншого з'єднання - тетрафторида урану (UF4):
Власне кажучи - раніше цим фарбували фарфор.
Тому коли мені починають розповідати про те, що "російські всю бомбу вкрали у американців прямо в кресленнях" я їх відсилаю до цього маловідомому фактом. Тому що моя бабуся якраз з усією цією гидотою і працювала в Дніпродзерджинська, на одному з перших збагачувальних підприємств радянського ЯПЦ. І порцеляновий вазочка з красивою зеленою подглазурной розписом у нас стояла на видному місці в гостинному трюмо.
Власне кажучи, на жовтому кеке і тетрафторид урану і закінчується звичайне життя природного урану і починається вже те, за чим пильно стежить МАГАТЕ - поділ ізотопів.
Для цього і жовтий кек і тетрафторид урану перетворюють в газ - гексафторид урану (UF6), який вже легко, за рахунок найменшої різниці у вазі ізотопів (всього 3 нейтрона на кожне ядро!) Розділяється в дуже складних збагачують установках - газових центрифугах і газових диффузорах . В даний час близько 35% збагачення робиться на диффузорах, а 65% - на центрифугах.
Тут список країн, в общем-то, як я сказав, трохи ширше, ніж "Велика сімка", але все одно стиснутий донезмоги - за збагачення ізотопів без попиту і без належного контролю з боку МАГАТЕ б'ють по руках, і боляче. Власне кажучи, питання до Північної Кореї, Ізраїлю та Ірану часто виникають саме з цього приводу. Хоча - рано чи пізно при належному завзятості і нахабства, ясна річ, бомбу собі роблять всі бажаючі.
Ось ці щасливчики-збагачувачі: Аргентина, Бразилія, Великобританія, Німеччина, Ізраїль, Індія, Іран, Китай, Нідерланди, Північна Корея, Пакистан, Росія, США, Франція, Японія.
Крім того, спільне підприємство зі збагачення з Францією мають Бельгія, Італія і Іспанія.
Таким чином, в "ізотопний клубі" у нас складаються - більш-менш офіційно - 15 країн, і ще 3 країни асоційовані з цим клубом.
Дві країни з "ізотопний клубу" - Ізраїль і Північна Корея, судячи з усього, в даний час потихеньку клепають ділиться матеріал під свої військові програми (забивши болт на мирний атом, про що я розповім нижче), ще три країни - Аргентина, Бразилія та Іран - знаходяться в "предпороговом" стані, маючи власні програми з розділення ізотопів, але використовуючи їх поки виключно на цілі мирного атома, а ще дві країни - Німеччина і Японія, під натиском свого "обезьяннего" лобі ( "Назад, в пастораль!" ) сказали ні наркотикам атомної генерації.
Однак, для того, щоб зрозуміти, хто чого вартий в "ізотопний клубі" - наведу дані з ось цього звіту:
На частку Росії припадає 40% від світових потужностей з розділення ізотопів, на частку США - 20%. на частку Франції припадає 15% потужностей, на об'єднану частку Німеччини-Великобританії-Бельгії - ще 22% потужностей зі збагачення.
Всі інші збагачувачі, включаючи Японію, мають не більше 3% від світових потужностей зі збагачення. На сильним-батон може бути і вистачить, а от на створення свого замкнутого ЯПЦ - вже немає.
Тому, як то кажуть "шпайш машт флоу" - немає харвестерів центрифуг - немає збагаченого урану.
Власне кажучи, а чому зійшовся світ на центрифугах? І навіщо окремо ось таким значком (*) в таблиці World Nuclear Association виділено газодіффузное збагачення? А відповідь проста - енергія, енергія і ще раз енергія.
Газодіффузное збагачення створювалося під запити військових.
Американським військовим, власне кажучи, на енергетичні витрати по розділенню ізотопів було елементарно наплювати - їм був потрібен збройовий, високозбагачений уран (для реакторів підводних човнів - це кілька десятків відсотків збагачення, для створення атомної бомби - не менше 75%. А для реакторів, нагадаю - всього 2-4%!), причому швидко! Нафти і енергії було повно, про витрати ніхто не думав, ось і побудували швидко газодіффузние заводи.
Протягом декількох десятків років технології ізотопного збагачення урану в СРСР і в країнах Заходу розвивалися абсолютно ізольовано, хоча все починали з газодифузійній технології. З публікацій непрямих даних СРСР було відомо, яка промислова технологія використовується Заходом.
Але в кінці 1940-х років у країни катастрофічно не вистачало енергії і радянські вчені змушені були шукати альтернативи газодіффузному способу. Надалі зі зрозумілих причин умов Холодної війни газова дифузія і центрифугування стали кожна розвиватися окремо - дифузія на Заході, а центрифуги - в СРСР.
В результаті газодіффузное збагачення виявилося більш ніж в 20 разів енерговитратним, ніж збагачення на центрифугах.
До речі, додаткову пікантність ситуації надає те, що один з творців перших радянських центрифуг - німець Конрад ЦІППО згодом поїхав на Захід, співпрацював з англо-голландським концерном Urenco і розробив іншу модель центрифуги і для них. Саме центрифуги Urenco зумів контрабандою спочатку придбати Пакистан, а потім і через Пакистан - Іран.
Тому, два з трьох основних конкурентів Росії на світовому ринку послуг зі збагачення урану, найбільш потужні компанії - французька компанія Areva (частково) і американська USEC (повністю), до сих пір використовують надзвичайно енерговитратну Газодифузійний технологію. Відцентрової ж технологією в "західному" виконанні спільно володіють європейські компанії Urenco і Areva. але тільки останнє покоління їх центрифуг можливо зможе хоч якось конкурувати з російськими за рівнем енергоспоживання.
Потужність заводу Urenco становить 1,5 млн. Одиниць роботи розділення (ЕРР) на рік. Або 7% від потужності існуючих збагачувальних підприємств Росії.
І розділяти за рік 33 мільйони ЕРР. Або - контролювати 48% світового ринку праці з розділення ізотопів.
Шпайш машт флоу.
Who controls the spice, controls the Universe!
> MrPegge
Відносно ж РФ - все те що вона планує та обіцяє, на 99% не буде виплнено в термін або в повному обсязі, або результат буде взагалі прямопротівоположен обіцянкам.
У 300 км від мене працює реактор БН-600 і будується БН-800.
Йде цілком реальна робота по розширенню на два порядки паливної бази атомної енергетики.
За рівнем розвитку центрифуг для збагачення Росія взагалі попереду планети всієї. Наскільки мені пам'ятається центрифуги купують у нас навіть американці.
У Росії 4 заводу зі збагачення
Ангарський електролізний хімічний комбінат (м Ангарськ, Іркутська область) Виробниче об'єднання "Електрохімічний завод" (м Зеленогорськ, Красноярський край) Уральський електрохімічний комбінат (м Новоуральськ, Свердловська область) Сибірський хімічний комбінат (м Сіверськ, Томська область).
Наприклад, в роки максимальної виробничої навантаження один тільки Ангарський електролізний хімічний комбінат, що займається збагаченням урану, споживав до 4% всієї електроенергії, виробленої в СРСР.
І всі ці підприємства не тільки не зупинені, а активно розвиваються.
Частка РФ на світовому ринку збагачення досягає 40%.