Uranindustrie. Ausfällung von "Gelbkuchen" aus kommerziellen Reklamationen Gelber Kuchen

Als ich das, was ich den „Kernkraftstoffkreislauf“ nannte, mit einiger Unverschämtheit noch einmal las, hatte ich das Gefühl, dass etwas eindeutig fehlte. Es scheint mir, dass ich eine kleine Notiz brauche, um einen Überblick darüber zu geben, wie der "Arbeitsweg" von Uran heute aussieht, wenn es klar umrissene Pläne für die vollständige Eroberung des geschlossenen Kernbrennstoffkreislaufs gibt und die Praxis bleibt für weitere 90%, was es irgendwo in den 70-80er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde. Also werde ich versuchen, einen solchen Artikel zu erstellen - es ist praktisch, zurückzukommen, wenn ich plötzlich etwas vergessen habe.

Es ist bekannt, dass alle Kernkraftwerke mit Uran betrieben werden. Obwohl es das schwerste der „Wunder“ ist, ist Uran immer noch ein chemisches Element und, wie es ein chemisches Element vermuten soll, als Teil einer Vielzahl von Erzen in der Erdkruste enthalten. Es ist in der Zusammensetzung dieser Erze in Form einer Vielzahl von Oxiden und Salzen enthalten, auch die Wirtsgesteine ​​sind unterschiedlich: Karbonate, Silikate, Sulfide. Es sieht manchmal wunderschön und sogar spektakulär aus.

Uranerz, Foto: staticflickr.com

So leuchtet Uran im ultravioletten Licht:

Uran im Ultraviolett, Foto: seasons-goda.rf

Und das ist zum Beispiel Uraninit, durchsetzt mit nativem Gold.

Uraninit mit Einschlüssen von nativem Gold, Foto: dakotamatrix.com

Es sind mehr als hundert uranhaltige Mineralien bekannt, von denen jedoch nur 12 von praktischem Interesse sind. Erze werden in Kategorien eingeteilt: von arm (mit einem Urangehalt von weniger als 0,1%) bis zu reich (mit einem Urangehalt von über 1%). In Kanada gibt es Erze mit einem Urangehalt von 14-18% - ich weiß nicht einmal, wie es heißt. Die Super-Super-Reichen? Und die Erze von Belgisch-Kongo, die mit ihren 60% für die Umsetzung des Manhattan-Projekts sorgten – „Rockefeller“, oder? ..

In der Dämmerung Atomprojekt es gab flache Uranerze - 150-300 Meter, aber jetzt sind fast alle solchen Tagebaue ausgearbeitet, und das Erz muss bis in eine Tiefe von einem Kilometer oder noch mehr gehen. Hier sind die ersten Aufgaben: aus einer solchen Tiefe zu extrahieren und von Abraumgestein zu befreien.

Wenn wir es mit harten Gesteinen zu tun haben, in denen Erzgänge deutlich sichtbar sind, bauen wir Minen, hacken Erz mit speziellen Maschinen (Strahlung, Sie wissen schon, die Ära selbstgemacht bestanden) und hochziehen. In Russland ist dies das Priargunskoye-Feld der Region Chitinchka. Eine billigere, "fortgeschrittenere" Methode, die ökologisch weniger schädlich ist, ist die sogenannte "PSV-Technologie" (Underground Borehole Leaching). Grob gesagt: In der Mitte bohren wir ein Loch in der erforderlichen Tiefe, an den Seiten - ein paar mehr. In die zentrale Bohrung wird Schwefelsäure gepumpt, die Uran aus dem Gestein auslaugt, und die resultierende Lösung wird durch seitliche Bohrungen an die Oberfläche gepumpt. So sehen beispielsweise Uranminen in den Lagerstätten Khiagda (Burjatien) und Dalur (Region Kurgan) aus:

Uranminen bei den Lagerstätten Khiagda (Burjatien) und Dalur (Region Kurgan), Foto: armz.ru

Die Arbeit des Menschen endet beim Bohren, alle anderen Arbeiten werden von Mechanismen und Pumpen erledigt. Den nötigen Druck aufrechtzuerhalten ist das ganze Anliegen. Keine oberflächlichen "Wunden", keine Erzhalden und Schwefelsäure in einer Tiefe von mehr als einem Kilometer - auch kein Grundwasserschaden. Die PSV-Methode ist jedoch so interessant, dass es sich lohnt, mit vielen Details auf das Gespräch darüber zurückzukommen.

Betrachten wir den Fall des Abbaus von Uranerz aus Minen. Große Gesteinsbrocken: 1) sortiert nach dem Grad der Radioaktivität; 2) zu einem feinen Zustand zerkleinert; 3) werden in Autoklaven gegeben, wo bei hoher Temperatur und hohem Druck Uran mit Lösungen von Schwefelsäure oder . ausgelaugt wird Salpetersäure oder Natriumcarbonat. Gleichzeitig geht Uran in diese wunderbaren Lösungen über und Abfallgestein im wahrsten Sinne des Wortes fällt aus. Es folgt Stufe 4: Uran wird aus Lösungen mit Anteilen neuer chemischer Reagenzien ausgefällt, wodurch praktisch reine Verbindungen von Uran und diesen Reagenzien entstehen. Aber was sollen die Reagenzien im Reaktor machen, fragt man sich? Nichts. Folglich sind sie bei diesem Mendelejew-Urlaub auch überflüssig, daher ist Stufe 5 erforderlich: Verfeinerung mit Verwendung von Ammoniumbicarbonat. Ein krachender Name, aber genau das macht jemand! .. Und jetzt gibt es Stufe Nummer 6 - die nach der Raffination erhaltenen trockenen reinen Niederschläge von Uransalzen werden bei Temperaturen von 240 bis 850 Grad kalziniert, um einen in engen Kreisen weithin bekannten gelben Kuchen zu erhalten (es ist das gleiche - Uran-Lachgas, auch bekannt als U3O8). Hier ist er, Liebling.

Gelber Kuchen, Foto: fresher.ru

Obwohl die Farbe natürlich nicht immer so fröhlich ist, ist sie manchmal viel bescheidener.

Gelber Kuchen, Foto: http://umma.ua/

Lassen Sie mich darauf aufmerksam machen, dass alle sechs beschriebenen Etappen direkt in der Nähe der Minen durchgeführt werden. Jede Uranmine ist ein Ort, an dem die chemische Produktion konzentriert ist.

Gelber Kuchen ist praktisch, weil er sehr stabil ist, er hat eine geringe Radioaktivität - daher ist er für den Transport geeignet. Und sie bringen ihn näher an die Zentrifugen, um den letzten chemischen Vorgang durchzuführen - die Umwandlung von Uranoxid in Uranfluorid. Atomwissenschaftler nennen diesen Prozess die Umwandlung von Uran, und ohne ihn geht es einfach nicht. Uranfluorid ist praktisch, weil es beim Erhitzen auf 53 Grad nicht schmilzt, sondern sofort zu Gas wird, das mit Zentrifugen der Anreicherung zugeführt wird. Anreicherung ist eine Erhöhung der Konzentration von Uran-235 vom natürlichen Wert von 0,7% auf die erforderlichen 4% (im Durchschnitt sogar von 2,6% auf 4,8% für verschiedene Typen) Kernreaktoren). Wenn jemand Zeit hat zu verpassen äußeres Erscheinungsbild unserer Anreicherungskomplexe (und sie befinden sich bereits an vier Orten: UEKhK - Ural Elektrochemisches Werk in Novouralsk, Gebiet Swerdlowsk; Sibirisches Chemiekombinat - Sibirisches Chemiewerk in Seversk Tomsker Gebiet; AEKhK - Elektrochemisches Werk Angarsk; ECP - Electrochemical Plant in Zelenogorsk, Region Krasnojarsk), dann geht es los:

Verarbeitungskomplex, Foto: http://atomicexpert.com/

Aus den Zentrifugen natürlich am Ausgang - das gleiche Gas, das gleiche Uranfluorid, nur jetzt enthält es mehr Uran-235. Gas kann nicht in den Reaktor gedrückt werden - dementsprechend muss Fluorid wieder in Uranoxid (genauer gesagt in Dioxid, UO2) umgewandelt werden, und das ist bereits ein Pulver.

Urandioxidpulver nach dem pulvermetallurgischen Verfahren wird in Brennstoffpellets mit einem Durchmesser von etwa 1 cm und einer Dicke von 1 bis 1,5 cm umgewandelt Die Tabletten werden vorsichtig in dünnwandige Rohre aus Zirkonium und 1% Niob-Legierung 3,5" gelegt Meter lang für moderne WWER-Reaktoren. Dieses mit 1,5 kg Uran-Pellets gefüllte Rohr ist das gleiche Brennelement: ein Brennelement. Hier sind sie, schön:

Diese Arbeiten finden in Russland im Maschinenbauwerk der Stadt Elektrostal, Region Moskau, und im Chemiekonzentratwerk Novosibirsk statt. Zirkonium wird in Glazov der Udmurtischen Republik im Mechanischen Werk Tschepetsk gegossen. Brennstäbe werden konstruktiv zu Brennelementen – Brennelementen – zusammengefasst. Sie sehen so aus:

FA - Brennelemente, Foto: atomic-energy.ru

Im Abschnitt befindet sich, wie Sie sehen können, ein wabenförmiges Sechseck, und dies ist ein sowjetisch-russisches Design. Und hier ist TVS - "Quadrat" des westlichen Designs:

TVS- "Quadrat", Foto: http://nuclear.ru/

Ich habe einen Teil meiner Kindheit im Bienenhaus meines Großvaters verbracht, daher bin ich sehr voreingenommen - ich mag unsere "Waben" mehr.

Jetzt kann Uran in Form von Pellets, die in Brennstäben platziert werden, die zu Brennelementen zusammengefasst werden, in den "Ofen" - in den Reaktorkern des Kernkraftwerks - eingebracht werden. In den nächsten 18 Monaten, die allgemein als "Brennstoffunternehmen" bezeichnet werden, "verbrennt" Uran und verwandelt sich allmählich in abgebrannten Kernbrennstoff. Hier ein Bild, wie der Reaktor vor dem Start der Brennstoffkampagne aussieht:

Reaktor, Foto: http://publicatom.ru/

Mir scheint, dass eine solche Urangeschichte mit Bildern von Anfang an in der Geschichte über den nuklearen Brennstoffkreislauf gebraucht wurde. Ich bitte Sie, mich nicht dafür zu schelten, dass ich es anfangs nicht tue - ich bin nur dem Alter nach ein alter Blogger, und Fehler sind aufgrund meiner Jugend keine Seltenheit. Ich schlage vor, dass dieser Artikel als "Nr. 0" im Kreislauf der Geschichten über Kernbrennstoffe betrachtet wird!

BABR.ru

Die Rede des bekannten russischen Strahlenschutzspezialisten Vladimir Kuznetsov mit den Ergebnissen einer Untersuchung einiger Stadtteile der Stadt Angarsk wurde wider Erwarten nicht sensationell.

Denken Sie daran, dass Vladimir Kuznetsov und seine Assistentin Marina Khvostova am 11. Februar im Sitzungssaal der gesetzgebenden Versammlung der Region Irkutsk die Ergebnisse einer radiologischen Studie der südwestlichen und südöstlichen Viertel von Angarsk neben dem Angarsk . präsentierten Elektrolyse- und Chemiefabrik (AECC). Die Ergebnisse der Forschung erwiesen sich als sehr beruhigend - in den meisten Fällen überstieg die Gammastrahlung nicht 13-15 Mikroröntgen pro Stunde, was sogar etwas niedriger ist als der natürliche Hintergrund.

In Anbetracht dessen natürlich die Studie wurde mit dem Geld von Rosatom durchgeführt, an der Objektivität könnte man zweifeln- Doch schon lange vor Kuznetsov untersuchten die Irkutsker Ökologen die gesamte Umgebung des AECC gründlich und stellten sicher, dass die Pflanze nicht wirklich "phonit" ist. Was jedoch nicht verwundert: Immerhin wurde das AEHK wieder eingebaut Sowjetzeit als die Geheimhaltungsanforderungen extrem hoch waren. Zu diesen Anforderungen gehörte das Fehlen eines erhöhten Hintergrunds.

Die Produktionstechnologie der AEKhK impliziert jedoch keine erhöhte Strahlung. Natürliches Urankonzentrat (der sogenannte "gelbe Kuchen") wird mit wasserfreiem Ammoniak zu Uranoxid reduziert und anschließend mit Flusssäure behandelt, um Urantetrafluorid zu erhalten. Dann wird Urantetrafluorid in einem Strom von brennendem Wasserstoff mit Fluor kombiniert, was zu Uranhexafluorid führt.

Dieser Prozess findet im Chemiewerk der AEKhK statt. Der Prozess selbst ist nicht nuklear, sondern chemisch, und es finden keine nuklearen Prozesse statt. Die Uranhexafluorid-Produktionsanlage hat natürlich einen erhöhten Strahlungshintergrund, ist aber bei einem Vier-Stunden-Arbeitstag recht sicher. Und vor allem geht diese Strahlung nicht über die Werkstatt hinaus.

Das resultierende Ausgangsprodukt - Uranhexafluorid - hat mehr als 99% Uran-238 mit extrem niedriger Radioaktivität, weniger als 1% Uran-235 und ein Zehntel Prozent Uran-234... Zur Anreicherung wird Hexafluorid einer Anreicherungsanlage zugeführt, in der gasförmiges Hexafluorid durch Kaskadenzentrifugation auf einen Gehalt an Uran-235-Isotop in . gebracht wird 5% .

Hier endet der gesamte Prozess bei AECC. Die 5 % HFKW werden in Container geladen und zu einem Brennstoffzellen-Kraftwerk eines Kernkraftwerks geschickt. Und im normalen Betriebsmodus des AEHK sollten anscheinend keine Strahlungslecks auftreten.

Aber.

Zuerst ist es notwendig, das „Abfallgestein“, das nach der Bergung des „gelben Kuchens“ übrig geblieben ist, irgendwo zu platzieren. Die Radioaktivität dieses Altgesteins ist extrem niedrig - aber auf jeden Fall höher als der natürliche Hintergrund. Das geschätzte Volumen dieser Abfälle beträgt Hunderte von Tonnen pro Jahr. Atomwissenschaftler sagen nicht, wo sie die Reste des "gelben Kuchens" lagern - und Ökologen können sich nur mit Gerüchten begnügen.

Zweitens verbleiben bei allen Uranmetamorphosen große Mengen verschiedener Flüssigkeiten, auch chemisch sehr aktiver, in der Anlage. Bei Kontakt mit Uranerz ionisieren diese Flüssigkeiten ebenfalls und werden radioaktiv. Wo diese Flüssigkeiten entsorgt werden, ist ein versiegeltes Geheimnis.

Drittens - und das ist das Wichtigste. Im Zuge der Produktionstätigkeit muss eine große Menge ausgefallener Geräte entsorgt werden. Und das sind Dutzende und Hunderte von Tonnen radioaktiven Metalls. Was mit ihm passiert, ist ebenfalls ein Geheimnis.

Das Problem ist, dass auf dem Territorium der AEKhK selbst niemand Messungen zulässt. Natürlich führt die Anlage solche Messungen für den eigenen Bedarf durch, aber ihre Ergebnisse sind geheim.

Die Messungen von Umweltschützern auf der Aschedeponie von CHPP-10 zeigen genug hohe Gammastrahlung. Die Erklärung dafür kann zwar nicht mit der Uranindustrie zusammenhängen - in Naturkohle ist genügend Uran enthalten, das beim Verbrennen teilweise in die Luft verdampft und teilweise in der Asche verbleibt. Merkwürdig ist jedoch, dass in den Kohlebunkern des gleichen CHPP-10 die Gammastrahlung immer noch geringer ist als in der Aschedeponie.

Natürlich hohe Gammastrahlung und in der Nähe der beiden thermischen Kraftwerke von Angarsk. Natürlich werden sie wie die Aschedeponie aus dem Wohngebiet entfernt. Aber der Rauch aus den Schornsteinen breitet sich sehr weit aus und damit ein erhöhter radioaktiver Hintergrund. Die Messungen der Umweltschützer entlang der Dekabristov-Straße (die eigentlich von AEKhK zu ANKhK und CHPP-9) führt, zeigen deutlich eine allmähliche Zunahme des radioaktiven Hintergrunds, wenn wir uns dem ANHK-Industriegebiet nähern.

Gleichzeitig überschreitet der Hintergrund der Gammastrahlung in Angarsk selbst in den problematischsten Gebieten nicht mehr als 30 Mikroröntgen pro Stunde, egal wie sehr manche Leser sensationelle Informationen erhalten möchten. In Irkutsk, wo es keine Uranproduktion gibt (und demnächst auch gar keine), ist der Hintergrund übrigens etwas höher.

Das Thema der ECP von Angarsk beschäftigt die Bewohner von Irkutsk und Angarsk jedoch weiterhin. Tatsache ist, dass die Anlage sehr erfolglos lokalisiert wird. Es liegt zwischen Irkutsk und Angarsk, die eigentlich zu einer Stadt verschmelzen. Südlich der AEKhK verläuft in geringer Entfernung der Moskauer Trakt. Und auf dem Territorium der AECC gibt es, wie oben erwähnt, eine ziemlich gefährliche Chemieproduktion. Darüber hinaus gibt es ein riesiges Lager für die sogenannte "Dump" (also eine in der Produktion ungenutzte Substanz) von Uranhexafluorid.

Es versteht sich von selbst, dass von der AEKhK-Chemieanlage im Normalbetrieb keine ernsthafte Gefahr ausgeht. Aber. Wir leben in einer komplexen Welt. Und niemand weiß, was morgen passieren wird.

Ich möchte auf keinen Fall Panik erzeugen oder Ängste schüren. Die Wahrscheinlichkeit eines Notfalls ist sehr gering. Aber es ist da.

Als Referenz

Die maximale einzelne MPC von Flusssäure in der Luft beträgt 0,02 Milligramm pro Kubikmeter.

Die Höchstkonzentration für Fluor in der Luft beträgt 4 Milligramm pro Liter.

Die maximale Konzentrationsgrenze für Uranhexafluorid-Dämpfe in der Luft beträgt 0,015 Milligramm pro Kubikmeter.

Mit einer halben Sünde kletterten IAEA-Beamte aus bürokratischen Hindernissen und entwarfen eine Resolution zum iranischen Nuklearprogramm. Die weiche Auflösung unterscheidet sich nicht wesentlich von den Vorgängerversionen und spricht nicht einmal von Sanktionen. Allem Anschein nach wird der Iran weiterhin "Yellowcake" machen, während die Welt davor die Augen verschließt.

Am Dienstag wurde eine außerordentliche Sitzung des IAEA-Gouverneursrates einberufen, die sich der aktuellen Situation rund um das iranische Atomprogramm widmete, aber das Tempo der Abfassung der endgültigen Resolution kann kaum als außergewöhnlich bezeichnet werden.

Während die Beamten der Internationalen Atomenergiebehörde gespannt um die Formulierung einzelner Paragraphen des Resolutionsentwurfs verhandelten, gelang es ihnen im Iran langsam und im Beisein von Inspektoren, die Siegel von der Ausrüstung von Isfahan . zu entfernen Nuklearzentrum und die Arbeit wieder voll aufnehmen.

Am Montag hat der Iran die Arbeiten im Nuklearzentrum Isfahan an Geräten, an denen die IAEA-Siegel nicht installiert waren, teilweise wieder aufgenommen. Die Lieferung von Uranerzkonzentrat hat begonnen, einschließlich des ersten Teils des Uranumwandlungsprozesses. Nach dem Entfernen der Siegel von anderen Geräten, was am Mittwoch geschah, geht das Nuklearzentrum von Isfahan allmählich zur vollen Nutzung seiner Einrichtungen über.

Das Unternehmen begann mit der Umwandlung von Uran - Verarbeitung von Uranerz in Gas (Uranhexafluorid). Im Prinzip ist der nächste Schritt nach der Gasproduktion die Abtrennung der benötigten Urankomponente und dies wiederum der letzte Schritt zur Herstellung eines fertigen Uranbrennstoffs. Doch die bei der Verarbeitung uranhaltiger Erze anfallende gereinigte Substanz, der sogenannte "Yellow Cake", soll nach Angaben der iranischen Seite einfach in speziellen Behältern gelagert werden. Tatsächlich: Das Nuklearzentrum in Isfahan verfügt schließlich nicht über Gaszentrifugen zur Urangewinnung.

Am Mittwoch installierten neugierige Inspektoren der IAEA Videokameras im Werk Isfahan, um den Uranverarbeitungsprozess zu überwachen.

Anscheinend können die Inspektoren zwar nur fernsehen, aber niemand kann die Produktion stoppen. Darauf weist der Resolutionstext hin, der sich nicht wesentlich von den früheren Warnungen an den Iran unterscheidet.

Im endgültigen Resolutionsentwurf, der Reuters am Donnerstagnachmittag zugespielt wurde, äußert die IAEA "ernsthafte Besorgnis" über den Beginn der Uran-Wiederaufarbeitung im Kernkraftwerk Isfahan. Der IAEA-Gouverneursrat fordert den Iran in einer Resolution auf, den Betrieb des Nuklearzentrums wieder komplett einzustellen. Der Resolutionsentwurf weist zudem den Chef der IAEA, Mohammad ElBaradei, an, bis zum 3. September einen Bericht über das iranische Nuklearprogramm zu erstellen.

Obwohl am Rande des IAEA-Hauptquartiers ständig das Wort "Sanktionen" erwähnt wird, wurden und werden auf dieser Sitzung keine Strafentscheidungen gegen den Iran getroffen.

Tatsache ist, dass die Verschärfung der iranischen "Atomkrise" bereits zu einem starken Anstieg des Ölpreises geführt hat, der sich an die 65 Dollar pro Barrel angenähert hat. Es ist sogar schwer vorstellbar, was mit dem Ölmarkt im Falle einer hypothetischen Übergabe des Iran-Dossiers an den UN-Sicherheitsrat passieren wird, die am Rande der IAEA diskutiert wurde.

Auch Teheran ist sich der Sinnlosigkeit einer solchen Entwicklung der Ereignisse bewusst. Der iranische Sprecher Sirus Naseri machte gestern gegenüber IAEA-Vertretern klar, dass es eine "große Fehleinschätzung" sei, die Frage seines Atomprogramms dem UN-Sicherheitsrat vorzulegen.

Das wissen die EU und die USA auch ohne Naseri. UN-Generalsekretär Kofi Annan forderte die Länder der Europäischen Union auf, den Dialog mit Teheran trotz der Entscheidung, die Arbeit an der Uranumwandlung in der Nuklearanlage in Isfahan wieder aufzunehmen, nur fortzusetzen. So werden nun alle Konfliktparteien nach einem Ausweg aus der aktuellen Situation suchen, der zumindest den Anschein eines erfolgreichen Ergebnisses bewahrt, während die iranischen Spezialisten angesichts der Objektive der IAEA-Videokameras ihre Weg zur Urananreicherung.

Der Inhalt des Artikels

URAN-INDUSTRIE. Uran ist die wichtigste Energiequelle der Kernenergie und erzeugt etwa 20 % des weltweiten Stroms. Die Uranindustrie deckt alle Stufen der Uranproduktion ab, einschließlich Exploration, Erschließung und Erzverarbeitung. Die Verarbeitung von Uran zu Reaktorbrennstoff kann als natürlicher Zweig der Uranindustrie angesehen werden.

Ressourcen.

Die weltweit relativ zuverlässig erkundeten Uranressourcen, die aus dem Erz zu Kosten von nicht mehr als 100 US-Dollar pro Kilogramm gewonnen werden könnten, werden auf etwa 3,3 Milliarden kg U 3 O 8 geschätzt. Etwa 20 % davon (ca. 0,7 Mrd. kg U 3 O 8, cm... Zahl) fällt auf Australien, gefolgt von den USA (ca. 0,45 Mrd. kg U 3 O 8). Südafrika und Kanada verfügen über bedeutende Ressourcen für die Uranproduktion.

Uran-Produktion.

Die Hauptstufen der Urangewinnung sind der Erzabbau im Untertage- oder Tagebau, die Erzaufbereitung (Sortierung) und die Gewinnung von Uran aus Erzen durch Auslaugen. In der Mine wird Uranerz durch ein Bohr-Spreng-Verfahren aus dem Gestein gewonnen, das gebrochene Erz wird sortiert und zerkleinert und anschließend in eine Lösung einer starken Säure (Schwefelsäure) oder in eine alkalische Lösung (Natriumcarbonat, das ist im Fall von Karbonaterzen am meisten bevorzugt). Die uranhaltige Lösung wird von ungelösten Partikeln getrennt, aufkonzentriert und durch Sorption an Ionenaustauscherharzen oder Extraktion mit organischen Lösungsmitteln gereinigt. Anschließend wird das Konzentrat, meist in Form von U 3 O 8 -Oxid, gelber Kuchen genannt, aus der Lösung ausgefällt, getrocknet und in Stahlbehälter mit einem Fassungsvermögen von ca. 1000l.

In-situ-Laugung wird zunehmend verwendet, um Uran aus porösen Sedimenterzen zu gewinnen. Durch die im Erzkörper gebohrten Bohrlöcher wird kontinuierlich eine alkalische oder saure Lösung getrieben. Diese mit Uran überführte Lösung wird eingeengt und gereinigt und dann durch Fällung ein gelber Kuchen daraus gewonnen.

Umwandlung von Uran in Kernbrennstoff.

Natürliches Urankonzentrat - Yellowcake - ist ein Vorläufer des nuklearen Brennstoffkreislaufs. Um Natururan in Brennstoff umzuwandeln, der den Anforderungen eines Kernreaktors entspricht, sind drei weitere Stufen erforderlich: Umwandlung in UF 6, Anreicherung von Uran und Herstellung von Brennelementen (Brennelementen).

Umstellung auf UF6.

Zur Umwandlung von Uranoxid U 3 O 8 in Uranhexafluorid UF 6 wird Yellowcake üblicherweise mit wasserfreiem Ammoniak zu UO 2 reduziert, aus dem dann mit Flusssäure UF 4 gewonnen wird. In der letzten Stufe, die mit reinem Fluor auf UF 4 einwirkt, wird UF 6 erhalten - ein festes Produkt, das bei Raumtemperatur und Normaldruck sublimiert und bei erhöhtem Druck schmilzt. Die fünf größten Uranproduzenten (Kanada, Russland, Niger, Kasachstan und Usbekistan) können zusammen 65.000 Tonnen UF 6 pro Jahr produzieren.

Urananreicherung.

In der nächsten Stufe des Kernbrennstoffzyklus wird der Gehalt an U-235 in UF 6 erhöht. Natürliches Uran besteht aus drei Isotopen: U-238 (99,28%), U-235 (0,71 %) und U-234 (0,01%). Für die Spaltreaktion in einem Kernreaktor wird ein höherer Gehalt des Isotops U-235 benötigt. Die Urananreicherung erfolgt durch zwei Hauptmethoden der Isotopentrennung: das Gasdiffusionsverfahren und das Gaszentrifugationsverfahren. (Die für die Urananreicherung aufgewendete Energie wird in Einheiten der Trennarbeit, SWU, gemessen.)

Beim Gasdiffusionsverfahren wird festes Uranhexafluorid UF 6 durch Druckabsenkung in einen gasförmigen Zustand überführt und anschließend durch poröse Rohre aus einer speziellen Legierung gepumpt, durch deren Wände das Gas diffundieren kann. Da U-235-Atome eine geringere Masse haben als U-238-Atome, diffundieren sie leichter und schneller. Bei der Diffusion wird das Gas am Isotop U-235 angereichert und das durch die Rohre strömende Gas wird abgereichert. Das angereicherte Gas wird erneut durch die Rohre geleitet, und der Prozess wird fortgesetzt, bis der Gehalt des U-235-Isotops im Bleed das Niveau (3-5%) erreicht, das für den Betrieb eines Kernreaktors erforderlich ist. (Waffentaugliches Uran erfordert eine Anreicherung auf über 90% U-235.) Nur 0,2–0,3% des U-235-Isotops verbleiben in den Anreicherungsabfällen. Das Gasdiffusionsverfahren zeichnet sich durch einen hohen Energieverbrauch aus. Pflanzen, die auf dieser Methode basieren, sind nur in den USA, Frankreich und der VR China erhältlich.

In Russland, Großbritannien, Deutschland, den Niederlanden und Japan wird das Zentrifugationsverfahren verwendet, bei dem das UF 6 Gas in eine sehr schnelle Rotation versetzt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Masse der Atome und damit in Zentrifugalkräfte auf Atome wirkend, ist das Gas nahe der Rotationsachse der Strömung mit dem leichten Isotop U-235 angereichert. Das reiche Gas wird gesammelt und abgesaugt.

Herstellung von Brennstäben.

Das angereicherte UF 6 kommt in 2,5 Tonnen Stahlcontainern im Werk an. Durch Hydrolyse wird daraus UO 2 F 2 gewonnen, das anschließend mit Ammoniumhydroxid behandelt wird. Das ausgefällte Ammoniumdiuranat wird abfiltriert und gebrannt, um Urandioxid UO 2 zu erhalten, das gepresst und zu kleinen Keramiktabletten gesintert wird. Die Tabletten werden in ein Rohr aus Zirkoniumlegierung (Zirkaloy) gelegt und erhalten Brennstäbe, die sogenannten. Brennelemente (Brennstäbe), die aus ca. 200 Stück zu kompletten Brennelementen bestehen, bereit für den Einsatz in Kernkraftwerken.

Abgebrannter Kernbrennstoff ist hochradioaktiv und erfordert besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Lagerung und Entsorgung. Grundsätzlich kann es wiederaufbereitet werden, indem die Spaltprodukte von den Resten von Uran und Plutonium abgetrennt werden, die wiederum als Kernbrennstoff dienen können. Aber eine solche Verarbeitung ist teuer und die entsprechenden Handelsunternehmen nur in einigen Ländern wie Frankreich und Großbritannien verfügbar.

Produktionsvolumen.

Mitte der 1980er Jahre, als die Hoffnungen auf ein schnelles Wachstum der Atomkraft zunichte gemacht wurden, brach die Uranproduktion ein. Der Bau vieler neuer Reaktoren wurde eingestellt, und die Bestände an Uranbrennstoff begannen sich bei den Betriebsunternehmen anzuhäufen. Mit dem Zusammenbruch der Sowjetunion nahm das Uranangebot im Westen weiter zu.

Die Uranindustrie in Kasachstan steht in Bezug auf die Einnahmen aus dem Staatshaushalt vielleicht an zweiter Stelle nach der Ölförderung. Mehr als 25.000 Menschen arbeiten in dieser Branche, jedoch sind Gäste in Uranminen aufgrund der Anlagenordnung äußerst selten.

Heute werden wir sehen, wie das Bergbauunternehmen "Ortalyk" im Bezirk Suzak der Region Südkasachstan funktioniert.

Die Arbeitsschicht der Mitarbeiter der LLP "Mining Enterprise" Ortalyk "beginnt mit einer obligatorischen ärztlichen Untersuchung

Bei den Arbeitern des Uranbergbauunternehmens werden Druck, Temperatur gemessen und auch auf einen Alkoholtester überprüft. Obwohl laut Arzt Alkohol in der Einrichtung strengstens verboten ist und es keinen einzigen Fall gab, dass der letzte Test "nicht bestanden" war

Nach der ärztlichen Untersuchung - Frühstück in der Bergwerkskantine

Die Besonderheit der Produktion schafft zusätzliche Sicherheitsanforderungen - Arbeitskleidung Mitarbeiter in separater Umkleide anziehen, Zutritt zum Rotationslager und zum Reinraum des Bergwerks ist verboten

Der Schichtmeister stellt ein Outfit aus – eine Aufgabe, die den Inhalt, den Arbeitsort, den Zeitpunkt des Beginns und des Endes, die Bedingungen für eine sichere Ausführung, die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen bestimmt

Eine der Sicherheitsmaßnahmen ist das Tragen von Atemschutzmasken in Werkstätten. Dies liegt daran, dass bei der Uranherstellung Reagenzien wie Schwefelsäure, Ammoniumnitrat verwendet werden.

Der Uranabbau ist voll automatisiert. Im Bedienerraum können Sie alle Prozesse verfolgen, die in der Anlage stattfinden

Die Urangewinnung erfolgt bei Ortalyk wie bei allen anderen Unternehmen in Kasachstan durch In-situ-Laugung. Diese Methode wurde gewählt, weil sie die umweltfreundlichste ist. Der Strahlungshintergrund in den Feldern unterscheidet sich nicht vom Strahlungshintergrund in Großstädten

Das Prinzip des Untertage-Laugungsverfahrens ist wie folgt: In die uranhaltigen Schichten wird eine 2%ige Schwefelsäurelösung unter Tage gepumpt, die in Wechselwirkung mit den Gesteinen Uran auflöst, dann wird diese mit Uran angereicherte Lösung an die Oberfläche gepumpt . Über jedem Brunnen befindet sich ein Pumpenbedienfeld.

In diesem Raum, auf dem Gebiet der Deponie mit Brunnen, befindet sich eine Lösungsverteilungseinheit

Die Mitarbeiter erhalten Brillen und Hüte, die sie vor der unglaublichen Hitze schützen

Durch diese Rohre wird eine Schwefelsäurelösung in die Brunnen gepumpt. Pumpbrunnen, die Uran aus dem Boden pumpen, sehen gleich aus.

Anschließend wird die Lösung mit Uran durch Rohre in die Werkstatt zur Verarbeitung von Produktivlösungen geschickt (Sorptions-Regenerations-Zyklus).

Bei dieser Abbaumethode verbraucht Ortalyk etwa 15 Tonnen Schwefelsäure pro Stunde.

Bei der Uranproduktion sind alle Prozesse automatisiert, aber auch eine manuelle Steuerung ist möglich.

Dieser Shop erhält Uranlösung - kommerzielles Urandesorbat

Die Lösung interagiert mit Ammoniumcarbonat, um ein natürliches Urankonzentrat zu erhalten - "gelber Kuchen"

Überprüfung der Messwerte des Pressfilters

Yellowcake oder Natururankonzentrat ist das Endprodukt des Unternehmens, das in Spezialbehälter verpackt wird. Tatsächlich macht Uran in dieser Verbindung etwa 45-50% aus. In diesem Jahr sollen 2.000 Tonnen Uran gefördert werden. Die Lagerstätte selbst ist auf 25 Betriebsjahre ausgelegt.

Tauchpumpen müssen praktisch nicht repariert werden, sie erzeugen etwa 30.000 Betriebsstunden. Es ist jedoch notwendig, die Laufräder ständig zu überarbeiten und ggf. zu wechseln.

Parallel zum direkten Abbau von Uran betreibt das Labor Forschungen, die eine möglichst effiziente Erschließung der Lagerstätte ermöglichen.

Nach anerkannten Standards sollten nicht mehr als 3 Milligramm Uran pro Liter in der Lösung verbleiben, die nach der Wiederaufbereitung in den Untergrund zurückgeführt wird, jedoch nach den Ergebnissen der Proben, die Verluste überstiegen 1,2 Milligramm nicht.

Nach dem Ende der Arbeitsschicht wird auf jeden Fall die Strahlendosis der Mitarbeiter überprüft.

Als wir zum Unternehmen gingen, erwarteten wir, dass das Rotationslager der Uranarbeiter wie in der guten alten Zeit aussehen würde - Waggons, in denen sich Arbeiter zusammendrängen. Ganz anders sieht es jedoch im Rotationslager Ortalyk aus – es ist ein moderner Gebäudekomplex, der alles bietet, was man zum Ausruhen nach der Arbeit braucht.

Nach dem Abendessen spielen viele der Arbeiter Tischtennis.

Das Schichtlager verfügt auch über ein eigenes Mini-Fußballfeld.