Чтение онлайн

В 1970-е годы, глядя на постепенные успехи европейцев в деле доводки до ума советских центрифужных технологий, Министерство энергетики США (Department of Energy — DOE) потратило больше чем два десятилетия и около 3 миллиардов долларов на научные исследования по разработке и усовершенствованию метода газовой центрифуги для разделения изотопов урана. Интенсивно развернув исследования, специалисты США разработали серию центрифуг с разделительной способностью от 200 до 500 ЕРР в год. Более тысячи этих высокопроизводительных и весьма сложных машин были построены и испытаны прежде, чем программа была остановлена в 1985 году. Однако программа даже на момент своей остановки так и не выползла из стадии опытных разработок. Центрифуги выходили из строя, разрушались на ходу, разносили осколками стенды, да и вообще демонстрировали своим поведением то, что американцы так и не смогли совладать с технологией обогащения урана «по уму». А подход «бури, детка, бури» с центрифугами почему-то не сработал. Видать, материя разделения изотопов урана оказалась чуть тоньше, чем добыча нефти и газа.

В 2000-е годы уже частная обогатительная компания USEC, созданная из уранового подразделения DOE, вернулась к идее довести до ума «американскую центрифугу». Пилотный каскад такого завода должен был стать стандартным блоком для коммерческого завода по обогащению урана. До конца 2002 года должно было быть выбрано место сооружения пилотного каскада, сооружение же пилотного каскада должно было начаться в 2004 году, а его эксплуатация стартовать еще в конце 2005 года. Однако птичка так и не полетела, но при этом прокакала еще около 300 миллионов долларов казенных американских денег.

И какова же ситуация сейчас?

К 2013-му году американской обогатительной компанией USEC изготовлено 115 из 120 новых, доведенных центрифуг. Сборка демонстрационного коммерческого каскада центрифуг должна была начаться в феврале 2013 года, а пробные пуски с гексафторидом урана — к лету 2013 года. Чем закончится полет шмеля «американской центрифуги», пока неизвестно.

Поэтому США, в лучших традициях своего Манхэттенского проекта, зовут в гости европейцев. Завод Urenco в США недавно наконец-то пущен в промышленную эксплуатацию. 20 августа 2012 года первая очередь новых центрифуг Urenco была загружена гексафторидом урана.

Мощность завода Urenco составляет 1,5 млн единиц работы разделения (ЕРР) в год. Или 7 % от мощности существующих обогатительных предприятий России.

Россия же планирует до 2015 года увеличить мощности своих предприятий по разделению изотопов еще на 10 миллионов ЕРР в год. И разделять за год уже 33 миллиона ЕРР.

Русские волчки, уникальные «русские центрифуги» (не чета этим вашим «американским центрифугам») продолжают день за днем, год за годом производить разделение изотопов 238U и 235U для нужд всего мира.

Бабочки и шмели вьются вокруг цветков, делая траву сильнее и пробивая дорогу для мышей, хомячков и фокстерьеров судного дня. Евразия снова придумала невозможное, поставив с ног на голову вопрос того, как надо работать с энергией. Обскакав своими высокотехнологичными, упорядоченными «волчками» циклопические атомные сараи последнего нефтяного динозавра.

Кто контролирует уран, тот контролирует и энергию будущего. «Шпайш машт флоу», как говорили все сильные мира сего в романе «Дюна» Херберта.

Но тут внимательный читатель заметит: «А урана-то совсем мало! Да и он тоже выйдет на пик в 2050 году. Автору незачет!».

Но автор только начал свой рассказ.

Ключевые слова: лидеры, ядерный клуб, «пик урана».

Ключевые смыслы: все течет и все изменяется, но энергия нужна всегда.

Читательскому вниманию будет предложен целый ряд метафор на запоминание ликов изотопов урана и особо сложной информации. Главное — не надо расстраиваться, если и метафоры не помогут сообразить что к чему. В таком случае стоит сфокусироваться на знакомых фамилиях, типа Сталин, Берия, и почувствовать себя хотя бы гением в области истории.

Автор покажет непривычный и колкий для взгляда подход к ядерному будущему. И он, увы, «совсем не зеленый». Но цивилизация действительно бросает вызов. Это вызов прежде всего ответственности за свои действия людей, потребляющих избыточную энергию вообще и мирного атома в частности. Это и вызов человеческому духу, который не должен быть уничтожен заурядностью работ и избыточным потреблением.

Следующую часть нашего рассказа, которая касается запасов ядерного топлива и некоторых особенностей его обогащения и «горения», я, с вашего позволения, тоже начну с картинок и магических цифр. Ведь нам надо подготовить и историю нового, ядерного фокстерьера в его грядущей схватке с нефтяным динозавром.

Первые магические цифры начнутся у нас сразу с обсуждения вопроса о мировых запасах урана. Вот мировые запасы урана. Они, вне зависимости от изотопов, считаются по сумме наличия 238U и 235U в породе.

Рис. 69. Диаграмма мировых запасов урана.

Скажу для понимания, что за пятилетний период — с 2006 по 2011 год запасы урана выросли с 3,507 млн тонн до 5,404 млн тонн. Или на 54 %. В полтора раза — хороший темп!

Россия обладает 8,9 % от мировых резервов урана, находясь в общем списке на четвертом месте — после Австралии (треть всех мировых запасов, 31 %), Казахстана (12 %) и Канады (у которой урана совсем на чуть-чуть больше, чем у России — 9 %).

Как видите, именно на долю России и Австралии и пришелся самый значительный рост запасов урана — Австралия увеличила свои запасы с 1,074 до 1,673 млн тонн, а Россия вообще рванула с 7-го на 4-е место в мировой табеле «о рангах», утроив свои запасы с 0,158 до 0,480 млн тонн.

Кроме того, в десятку лидеров в 2011 году ворвались Китай и Нигер, а Нигер даже обошел по уровню запасов США и Узбекистан.

Но в чем же секрет столь быстрого магического роста извлекаемых запасов урана в мире?

Как ни удивительно, но и сюда, как в случае с центрифугами, «дотянулся проклятый Сталин» вместе со своим приспешником — руководителем атомного проекта СССР Лаврентием Берией. Для понимания вопроса «длинных тоталитарных рук» посмотрим на график производства и потребления урана в мире за XX и за начало XXI века.

Рис. 70. График производства и потребления урана в мире.

Голубое — первичное производство урана в шахтах и карьерах по всему миру, зеленая линия — потребление урана на производство электроэнергии на суше, красная линия — суммарное потребление урана на производство энергии на суше и для силовых морских установок (подводные лодки, американские авианосцы, крейсер «Петр Великий», ледоколы «Ямал» и «Арктика» и многие, многие другие).