В конце прошлого года экологическую общественность, с подачи Greenpeace, всколыхнуло сообщение о поставках в Россию из Франции ядерных отходов. В октябре 2021 года французское отделение Greenpeace сообщило об отправке морем в Россию регенерированного урана.
Активисты сообщили, что французская компания Orano, которая специализируется на производстве и переработке ядерного топлива для АЭС, подписало контракт с российской корпорацией Росатом.
Если верить отделению Greenpeace, по условиям контракта Росатом закупил у компании Orano более 1000 тон регенерированного урана. Стоимость закупки не разглашается. И вообще в данном случае Росатом, в отличие от предыдущих лет, провел сделку без каких-либо представленных общественности данных. И контракт, и транспортировка урана проходили в закрытом режиме. И только благодаря стараниям французского отделения Greenpeace об этом событии стало известно широкой мировой общественности.
Представители Росатома объяснили, что АО «Техснабэкспорт» (Texano) выиграло конкурс на поставку урана. Эти слова вызывают большие сомнения. В конкурсе, по сведениям французского Гринписа, участвовала единственная компания – «Техснабэкспорт». В мире желающих закупать регенерированный уран, мягко говоря, очень мало.
Как видно из приведенного выше рисунка, возможными источниками урана-235 для топлива АЭС могут быть как природный уран, так и «отходы» ЯТЦ (гексафторид урана) и регенерированный уран. Но какова экономическая эффективность вторичного извлечения урана-235 из ОЯТ? И куда попадают отходы после обогащения и очистки урана-235?
Французская компания Orano S. A. (до 2018 называлась Areva S. A.) – один из мировых лидеров в области ядерной энергетики. Более того, компания разрабатывает технологии и оборудование для очистки и обогащения урана. Именно Orano поставляла оборудование для российских комбинатов по переработке и обогащению. Например, российский Зеленогорский электрохимический завод по деконверсии был построен в рамках соглашения о передаче технологии с Areva, чтобы обедненный уран можно было хранить в течение длительного времени в виде оксида урана, а фтористый водород производился в качестве побочного продукта.
После переработки в Северске 1000 тонн регенерата из Франции примерно 900 тонн станет гексафторидом урана, который, судя по всему, будет храниться в бочках на открытом воздухе, которые можно увидеть на снимках из космоса.
В России уже более миллиона тонн гексафторида урана. Если оттуда вычесть фтор, то получается это примерно 700 тысяч тонн урана. Зачем нам еще несколько тысяч тонн из Франции и Германии.
Как предполагает Росатом, эти 700 тысяч тонн, теоретически могут пригодиться в качестве сырья для АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, которые используют MOX-топливо. В Росатоме планируют к 2050 году перевести все атомную энергетику именно на такие АЭС и накапливают запасы продуктов отхода ЯТЦ со всего мира для реакторов замкнутого цикла (на быстрых нейтронах).
Стоимость покупки Росатомом свыше 1000 тонн регенерированного урана из Франции не разглашается. Но в прежних аналогичных контрактах цена была примерно $0,5 за килограмм. Таким образом, АО «Техснабэкспорт» заплатил по контракту около $2 млн.
В октябре-декабре 2021 года в Россию из Франции был привезен именно регенерированный уран. Но Greenpeace считает, что бо́льшая часть регенерированного урана останется на хранении в России неограниченное время. При этом регенерированный уран французские защитники природы называют «ядерными отходами».
По российским законам ввоз в страну радиоактивных отходов запрещен. Но менеджеры Росатома, некоторые эксперты и ученые утверждают, что это никакие не отходы, а «ценное сырье для вторичного использования». Разумеется, решение о закупках регенерата и обедненного урана принималось не генеральным директором АО «Техснабэкспорт» Сергеем Полгородником, а на самом верху, то есть Алексеем Лихачевым.
Уран добывают из урановой руды. Природный уран содержит лишь до 0,7% урана-235, и именно он после обогащения используется в качестве топлива в топливных элементах для АЭС. Основная же масса урановой породы содержит уран-238 и незначительный процент урана-234.
В результате обогащения получают свежее урановое топливо, содержащее уже до 5% урана-235. Для обогащения уран переводят в форму гексафторида. В результате обогащения природного урана образуется обогащенный урановый продукт (ОУП) и обедненный гексафторид урана (ОГФУ). ОГФУ это смесь изотопов урана в форме гексафторида с содержанием изотопа урана-235 ниже природного уровня в 0,7%.
После того, как топливо «отработало» в АЭС, его выгружают из реактора. Дальше использованное топливо охлаждают и хранят в виде гексафторида урана, или перерабатывают. При переработке использованного топлива выделяют уран и плутоний, попутно также получая радиоактивные отходы, жидкие и твердые.
Гексафторид урана тоже ввозят в Россию, несмотря на то, что у нас свои огромные запасы ОГФУ.
Количество выделяемого отработанного топлива в России в 2013 году
В настоящее время отработавшее топливо реакторов РБМК и ВВЭР-1000 хранится (в основном на реакторных площадках) и не перерабатывается. Ожидается, что к 2022 году, когда на ГХК в Железногорске начнется существенная переработка, количество использованного топлива в хранилищах возрастет примерно до 40 000 тонн.
Так что, на основе всего вышеизложенного, можно понять, что регенерированный уран – это не отходы в чистом виде. Но он и не готов к прямому использованию. Регенерированный уран содержит еще изотопы урана-232 и урана-236 (поглотитель нейтронов), которые немного усложняют работу с ним. Тем не менее, опыт его использования в России накоплен.
На Северском комбинате (СХК) есть методики и возможности очистки и обогащения. Но в результате очистки образуются жидкие радиоактивные отходы и их нужно утилизировать или хранить. Они уже не подлежат повторному использованию. Получается, в Россию завозят не отходы в чистом виде, а ядерный продукт, но в результате переработки совершенно точно появятся радиоактивные отходы.
Еще с прошлого века российская атомная промышленность практикует закачку жидких радиоактивных отходов в подземные пласты. Таким образом закупая регенерированных уран мы увеличиваем и без того огромное количество жидких ядерных отходов в наших недрах, которые приводят к загрязнению грунтовых вод.
Однако в Росатоме, комментируя сделку с французами заявили, что подобные поставки снижают нагрузку атомной отрасли на экологию страны и сохраняют природный уран для будущих поколений.
С середины 90-х годов и до начала 2000-х в Россию уже осуществлялись поставки в Россию регенерированного урана для очистки и обогащения от французских и германо-голландских компаний, с последующим возвратом обогащенного урана. Но 2010 по политическим, экономическим и экологическим причинам эти поставки были прекращены.
Начиная с 2018 года, сотрудничество между «дочками» Росатома и французскими и немецкими компаниями, которые производят и перерабатывают ядерное топливо, было возобновлено по инициативе российской стороны.
В мировой прессе и у нас в стране появились упоминания о долгосрочном контракте «дочки» Росатома Tenex с еще одной французской энергетической компанией-оператором АЭС EDF (Electricite de France).
Росатом подтвердил факт подписания договора с EDF. А 6 ноября 2021 года эксперты французской компании EDF провели технический аудит на предприятии «СХК» в Северске. Результаты визита подтвердили способность предприятия выполнять все технические и экологические контрактные обязательства, в т. ч. по остекловыванию не подлежащих переработке технологических остатков на установке, соответствующей лучшим международным стандартам.
Контракты с EDF были подписаны в ходе 22 Петербургского международного экономического форума ПМЭФ 2018. Контракты включают переработку около 1000 тонн регенерированного компанией EDF урана. Сроки реализации контрактов 2022-2032 год, общая стоимость около 1 млрд долл. США.
После очистки, обогащения или смешивания с обогащенным или природным ураном регенерат может быть использован в виде нового топлива в легководных и газографитовых реакторах, которые используются в России. Из регенерированного и обедненного урана можно также делать так называемое РЕМИКС-топливо. Или делать МОКС-топливо из смеси обедненного урана и плутония для новых реакторов на быстрых нейтронах.
В России на Белоярской АЭС уже используют МОКС-топливо, а на Балаковской АЭС испытывают РЕМИКС. В России также активно занимаются замыканием топливного цикла, используя вторичные источники ядерных материалов. Однако, уже долгое время это не получает значимой реализации.
По планам Росатома звучат обещания, что мол с 2050 года начнется эпоха реакторов на быстрых нейтронах, использующих уран-238. А нынешние реакторы, на тепловых нейтронах, использующие уран-235, будут постепенно выводиться из эксплуатации. Кто из руководителей раздающих обещания готов дать гарантии, что при задержке или отказе от реализации плана нам удастся вернуть ненужные отходы? Ведь тогда красивое название ОЯТ или регенерат уже будет нельзя применить.
Но это в будущем, а пока в России накапливаются свои и «чужие» «урановые хвосты». А вопрос их безопасного хранения и объема возможной переработки остается открытым, в то время как информацию по непонятным причинам держат закрытой. Но если сейчас думают на три десятилетия вперёд, то может нам и расскажут подробно: сколько будет стоить обогащение, сколько АЭС нового образца планируется, где будут складываться отходы переработки. Есть ли согласие экологов на закачку отходов в землю, в каком объеме и где?
Россия сейчас идёт вне тренда – европейцы спорят, относить ли энергию АЭС к зелёной. И есть риск, что от неё в Европе откажутся. ESG технологии пока оставляют атомную энергетику на обочине ответственной и возобновляемой генерации. Германия под впечатлением аварии на Фукусима принимала в 2011 программу отказа от АЭС до конца 2022. Сейчас ФРГ закрыла уже многие станции. 21 января немецкие СМИ сообщили: «По мнению федерального правительства, атомная энергия не соответствует концепции устойчивого развития. Нельзя исключить серьезных аварий с угрозами для человека и окружающей среды. Атомная энергия – дорогостоящая, вопрос об утилизации атомных отходов также не урегулирован». Решение может быть изменено в ЕС под нажимом Франции, которая активно продолжает эксплуатировать свои станции. По расчетам экспертов современные АЭС могут не уступать солнечным батареями и ветрякам, с учётом их химического следа. Только жаль, что вершки в виде энергии уже сейчас Европа использует сама, а несъедобные корешки отходов предлагает складировать в России.
Регенерированный уран – отходы или ценное сырье