E agora termino o tópico com uma visão geral da prática e das perspectivas de uso e possível descarte do DUHF, a publicação de uma entrevista com o autor do relatório de Bellona sobre o DUHF, Alexander Nikitin, uma discussão do componente social desta história e conclusões em todas as 4 partes. Então vamos.
Colagem da 4ª parte: Greenpeace, ZOU, MOX-fuel, A. Nikitin.
Status e uso de DUHF
Já falei em detalhes sobre o objetivo principal das "caudas ricas" - DUHF com um valioso conteúdo de isótopo U-235 de 0,2-0,25%. É usado como fonte secundária de urânio para obter combustível para modernas usinas nucleares. Do volume de DUHF que agora está sendo transportado da Alemanha, é possível fazer um abastecimento anual de combustível para 10 usinas nucleares que podem substituir metade das CHPPs a carvão na Alemanha e, consequentemente, reduzir as emissões de CO2. Portanto, não há dúvidas aqui, o DUHF com tal conteúdo de U-235 é uma matéria-prima valiosa, mas nem todos podem se beneficiar dele economicamente (eu dei os cálculos econômicos aqui ).
Portanto, não é surpreendente que na maioria dos documentos internacionais ( por exemplo, aqui) e organizações internacionais, o DUHF é considerado uma importante fonte secundária de urânio no presente e uma matéria-prima potencialmente valiosa para o futuro. No entanto, acrescenta-se com razão em todos os lugares que as possibilidades de uso dessa matéria-prima no futuro dependerão fortemente de muitos fatores ainda difíceis de prever e que é possível que venha a ser enterrado.
Mesmo no exemplo mais popular de uso de DUHF como matéria-prima para o re-enriquecimento de urânio descrito acima, pode-se ver que, embora nem todos os países possam fazê-lo tecnologicamente, nem em todos os lugares é economicamente justificado e nem todos têm essa necessidade. Portanto, é quase um lugar-comum que este seja um material que ainda precisa ser armazenado com segurança e baixo custo por um longo tempo (cerca de 100 anos), para verificar o seu uso e se a demanda por ele crescerá ou não no futuro - será visto lá.
Ao mesmo tempo, a situação é diferente em diferentes países por razões históricas, tecnológicas e econômicas, portanto, diferentes nuances interessantes decorrem deste conceito em níveis nacionais. Por exemplo, Rússia, França e Grã-Bretanha consideram o DUHF (ou melhor, urânio empobrecido) como um recurso valioso para o futuro ou já o estão usando no presente. Nos EUA, parte do DUHF é realmente reconhecida como um desperdício (veremos o porquê abaixo), na Alemanha esse cenário é mais provável (bem, geralmente não há perspectivas para o átomo, então não é surpreendente).
Existem algumas opções para usar o urânio empobrecido de DUHF, algumas delas foram usadas na indústria (agentes de ponderação na aviação, construção naval e até na Fórmula 1), algumas foram usadas para fins militares (núcleos para projéteis e enchimentos de blindagem, bem como elementos de bombas termonucleares), alguns direções promissoras estão sendo investigadas (como um material para proteção contra radiação para várias tarefas, para uso em semicondutores, catalisadores ou sorventes), etc. Mesmo assim, os volumes desse uso são pequenos e parte (militar) geralmente é uma perspectiva moderada que não quero considerar. Mas vamos dar uma olhada mais de perto na direção, com o desenvolvimento da qual as esperanças dos cientistas atômicos estão amplamente conectadas.
Combustível MOX
Além de usar o DUHF para extração adicional do 235º isótopo de urânio, ele pode ser usado como combustível para usinas nucleares e de outra forma - como fonte do 238º isótopo de urânio no combustível MOX. MOX é um combustível feito de uma mistura de óxidos de plutônio separados do combustível nuclear usado (SNF) e óxidos de urânio, geralmente esgotados, obtidos dos mesmos estoques de DUHF. Em um reator nuclear típico, além da fissão do isótopo de urânio U-235, o plutônio Pu-239 é formado pela captura de nêutrons pelo isótopo U-238. Neste caso, Pu-239 se comporta de forma muito semelhante ao U-235 - ele também se divide por nêutrons térmicos com uma liberação de energia semelhante. Em média, no combustível da usina nuclear durante seu funcionamento, 2/3 da energia é liberada devido à fissão do U-235, e até 1/3 da energia é devido à decadência do Pu-239 ali formado. No SNF descarregado de plutônio não queimado - até 1% em peso,muito parecido com o U-235 não queimado.
Anualmente, cerca de 70 toneladas de plutônio são retiradas dos reatores NPP com SNF. Em princípio, se fosse isolado e transformado em combustível MOX, seria suficiente para carregar até 20% de todas as usinas nucleares. Portanto, o envolvimento do plutônio no ciclo do combustível permite um uso mais eficiente dos recursos de combustível úteis - urânio e plutônio. E, de fato, a atitude em relação ao combustível nuclear usado (retirada / não retirada) corre aproximadamente ao longo da mesma fronteira em diferentes países quanto ao DUHF, e de fato a todo o resto também - se houver tecnologias e permitir o manuseio da substância e a extração de componentes úteis - então isso não é um afastamento, senão tudo é mais complicado. Um número muito limitado de países consegue simplesmente processar o combustível nuclear usado, bem como enriquecer o urânio de forma eficiente e em grandes quantidades.
Passando da teoria à prática, devemos relembrar a primeira notícia mencionada no disclaimer do último artigo. Em janeiro, o primeiro lote de combustível MOX foi carregado no reator BN-800 da unidade de energia nº 4 da NPP de Beloyarsk , e em junho uma carga completa foi preparada para todo o núcleo do reator, para o qual será transferido até 2022.
Reator BN-800 em Beloyarsk NPP. Foto do autor, que mora a 30 km de distância.
Portanto, as histórias de que a Rosatom está acumulando reservas de urânio empobrecido para depois usá-las em um ciclo fechado de combustível em reatores rápidos (e nos planos dos convencionais também) não são apenas para falar sobre o futuro, como diz o Greenpeace. Isso já está acontecendo. Sim, claro, o uso desse combustível é escasso em comparação com os estoques acumulados de DUHF - dezenas de toneladas por ano contra cerca de um milhão de toneladas de DUHF acumulado. Com essa taxa de uso, as reservas de DUHF durarão centenas de milhares de anos. No entanto, esta é uma tecnologia funcional, não uma fantasia. No médio prazo, apenas o BN-1200 e o BREST-OD-300 e o MBIR de pesquisa estão brilhando por trás dos reatores operacionais BN-600 e BN-800. No exterior, os planos "rápidos" ainda se limitam a unidades de reatores.... Os planos para a introdução em larga escala de reatores rápidos na segunda metade do século 21 ainda estão apenas na China (e em parte na Rússia, mas apenas segundo declarações), que ainda é a locomotiva do desenvolvimento da energia nuclear mundial. No entanto, em condições favoráveis, os reatores rápidos podem ter uma segunda chance. Em particular, pelo menos 4 das 6 direções promissoras da construção de reatores de quarta geração são reatores precisamente rápidos.
Conjunto de combustível (FA) para o reator BN-800. Fonte .
Porém, o combustível MOX é utilizado não apenas em reatores rápidos, mas também em usinas nucleares convencionais, na engenharia de energia nuclear térmica. Agora, até 5% do novo combustível usado pelas usinas nucleares no mundo e até 10% na França (em 24 reatores) é combustível MOX.
Em geral, a França é líder aqui, sua maior usina de reprocessamento SNF em La Hague processa até 1.700 toneladas de combustível nuclear usado por ano - isso é cerca de 70% de todo o combustível nuclear usado na Europa Ocidental. Ao mesmo tempo, a participação da energia nuclear francesa na Europa é de cerca de 55%. Portanto, eles processam não apenas seu próprio combustível, mas também combustível da Alemanha, Suíça, Bélgica, Holanda, Itália e até mesmo não da Europa - do Japão e da China. É verdade que a escala de uso do plutônio desse combustível para a produção de MOX não é tão grande quanto poderia ser - não mais do que 200 toneladas de combustível por ano. Então, quando o Greenpeace declara que nenhum país do mundo carrega lixo nuclear para si (e eles também chamam de lixo de combustível nuclear usado, como DUHF), você pode lembrá-los com segurança sobre o processamento de combustível nuclear usado na França. E isso apesar do fato de que a radiotoxicidade do combustível nuclear usado é incomparavelmente maior do que a do DUHF.
A maior planta de reprocessamento SNF do mundo, La Hague, Orano, França. Fonte .
A Rússia também planeja expandir o uso do combustível MOX com uma transição gradual para a energia nuclear de dois componentes (aqui está uma apresentação interessante sobre isso ) - com reatores térmicos e rápidos. Reatores rápidos são necessários aqui para melhorar a composição isotópica do plutônio e sua produção expandida. No entanto, neste sistema de dois componentes, está planejado focar principalmente no reprocessamento de SNF para combustível REMIX (uma mistura não dividida de urânio e plutônio separada de SNF com a adição de urânio enriquecido) para reatores VVER. Um centro experimental para uma nova tecnologia de reprocessamento SNF está sendo comissionado em Zheleznogorsk... Tudo isso não só permitirá incluir isótopos físseis de urânio e plutônio de combustível irradiado no ciclo de combustível, reduzindo assim o uso de recursos de urânio fresco em até 20%, mas também para resolver o problema de gerenciamento de SNF, reduzindo significativamente o volume de descarte de resíduos de alto nível (em até 100 vezes) e que representam uma ameaça (de centenas de milhares de anos a centenas de anos).
Então tudo isso também é uma história sobre o uso racional de recursos, reduzindo riscos e danos ao meio ambiente, que os ambientalistas defendem. Ao mesmo tempo, esta é uma história sobre uma mudança na face da energia nuclear e a solução de seus problemas atuais (como o manuseio do combustível nuclear usado), de que os ativistas antinucleares não gostam mais.
No total, apenas cerca de 2.000 toneladas de combustível MOX foram usadas no mundo até o momento, e a capacidade de produção anual na Rússia, França, Inglaterra e Japão não passa de 400 toneladas. Isso significa que as reservas de DUHF existentes no mundo (cerca de 2 milhões de toneladas) com o atual volume de uso vão durar dezenas de milhares de anos. Ao mesmo tempo, cerca de 50 a 60 mil toneladas de urânio são extraídas e utilizadas anualmente, a maior parte também convertida em hexafluoreto para enriquecimento, o que significa que até 90% do seu volume vai para a categoria DUHF, reabastecendo suas reservas mundiais.
Do exposto, devemos declarar honestamente pelo menos 3 fatos:
- Agora é difícil dizer inequivocamente se o volume de uso de DUHF na forma de combustível MOX aumentará ou diminuirá significativamente no futuro em uma escala global. Existem muitas previsões e fatores que influenciam isso. Mas a Rússia e vários outros países têm planos para essa expansão.
- As reservas DUHF existentes na taxa atual de uso durarão milhares de anos.
- A taxa de formação de novos DUHF supera a taxa de sua utilização.
Isso significa que os volumes de DUHF acumulados estão apenas aumentando? Estranhamente, não. Vamos ver por quê.
Para Urano, sim. Hexafluoreto - não
Para uso como combustível nuclear, elementos pesados físseis - urânio ou plutônio - são necessários. Sua forma química (geralmente óxidos, ou no futuro nitretos ou outros exóticos) desempenha um papel na determinação das características de densidade e resistência do combustível, mas é secundária às suas propriedades físico-nucleares em comparação com a composição isotópica do material físsil. Portanto, nas reservas DUHF, é o urânio que é valioso como recurso combustível. E apesar da relativa segurança no manuseio do DUHF, essa forma de fluoreto quimicamente perigosa não é a melhor solução para armazenamento de longo prazo.
Portanto, a tendência global é a desconversão, ou defluorização das reservas de DUHF, ou seja, conversão de hexafluoreto de urânio em outra forma química - em óxido-óxido de urânio (ZOU ou U3O8). ZOU é um composto termicamente e quimicamente estável, insolúvel em água e não volátil. A maioria é para armazenamento de longo prazo e até mesmo, se tal tarefa surgir, enterro, tk. esta é apenas uma das formas mais comuns de compostos de urânio na natureza, e também é menos radioativa do que o urânio natural. Nesse caso, além dos óxidos de urânio, outros produtos que contêm flúor são obtidos do hexafluoreto durante a desconversão. Por exemplo, o mesmo fluoreto de hidrogênio anidro HF usado na indústria. Portanto, o hexafluoreto de urânio também atua como uma fonte secundária de flúor, que agora é extraído na Rússia de matérias-primas chinesas.
Assim, o acúmulo de DUHF no mundo não ocorre exatamente porque a taxa de sua transferência para o OUF é comparável à taxa de formação de um novo DUHF - cerca de 60 mil toneladas por ano. E as taxas de desconversão só vão aumentar, de forma que, nas próximas décadas, os estoques mundiais de DUHF serão convertidos em uma forma mais segura.
Capacidades mundiais para desconversão de DUHF em óxido de urânio. No momento, cerca de 25% das reservas mundiais de DUHF já foram convertidas para uma forma de óxido mais segura. Na França - 75%, na Rússia e nos EUA - cerca de 10%. Fonte .
Experiência francesa
Os franceses são os líderes na desconversão. Eles precisam legalmente converter estoques de DUHF em óxido nitroso para armazenamento de longo prazo e não são considerados resíduos. A primeira unidade potente "W1" para a transferência de hexafluoreto para o ZOU foi desenvolvida e colocada em operação já em 1984. Sua produtividade é de 10 mil toneladas. DUHF por ano. Posteriormente, foi construída uma segunda unidade “W2” com a mesma capacidade. A capacidade de desconversão na França já ultrapassa o volume da nova formação de DUHF, portanto seus estoques de DUHF estão diminuindo. De acordo com várias estimativas, até 300 mil toneladas de DUHF (não apenas francesas) na França já foram convertidas em uma forma mais segura de óxidos.
Os estoques recebidos de ZOO são armazenados em recipientes metálicos DV-70 com espessura de parede de 5 mm, volume de 3 m3 e contendo 10 toneladas de ZOO. Os contêineres são armazenados em vários níveis em hangares em duas usinas nucleares francesas, em Bessines e Tricastin. Paralelamente, de 10 toneladas de DUHF, obtêm-se 8 toneladas de OUF e, tendo em conta a embalagem mais compacta do OUHF, ocupa também 5 a 6 vezes menos área de armazenamento.
Instalações de armazenamento ZOU na França. Eles são armazenados nessas pilhas em hangares leves em usinas nucleares como estoque e matéria-prima para o futuro, já que a indústria nuclear e energética francesa ainda tem planos para esse futuro. Fontes de fotos ( 1 e 2 ).
Experiência Urenco
A Urenco é o segundo maior player no mercado global de enriquecimento de urânio, depois de nossa TVEL (subsidiária da Rosatom). Escrevi sobre eles em detalhes em artigos anteriores. Eles têm três fábricas na Europa - no Reino Unido, Holanda e Alemanha. Eles trabalham em diferentes países e seus clientes estão em todo o mundo. Portanto, esta empresa comercial opera há quase meio século sob todas as leis internacionais e nacionais. Além disso, não se trata de uma empresa estatal nuclear ou nacional de alguém, como na Rússia, França ou China, que, além de resolver problemas comerciais, está empenhada na preparação e implementação de uma estratégia para o desenvolvimento de indústrias nucleares em seus países e nos mercados mundiais (com todos os prós e contras dessa abordagem) ... A Urenco é uma empresa cujo principal negócio é precisamente o enriquecimento de urânio para usinas nucleares comerciais usando sua tecnologia de centrífuga patenteada.O resto é secundário para eles. Portanto, eles simplesmente ganham dinheiro com o que fazem bem e se beneficiam sempre que possível para eles e seus parceiros. Isso não é melhor nem pior do que outras abordagens, é apenas uma realidade e uma característica que deve ser entendida quando se fala sobre o mercado de materiais nucleares e enriquecimento de urânio.
Portanto, quando a Urenco era lucrativa, eles mandavam parte de seu DUHF para a França para desconversão. Das 300 mil toneladas de hexafluoreto processadas pelos franceses, 46 mil toneladas. (em termos de urânio metálico) é um DUHF da Urenco europeia, processado ao abrigo de contratos de 2003 a 2014 . A Urenco pegou no ZOU resultante e entregou-o à organização holandesa de gestão de rejeitos radioativos CORVA, novamente por considerá-lo benéfico para si. Afinal, a Urenco não tem planos para a produção do combustível MOX no futuro.
A propósito, os descendentes de Rembrandt, Bosch e outros Bruegels no CORVA holandês abordaram a questão de projetar suas instalações de armazenamento para resíduos e materiais radioativos de forma muito criativa - a necessidade de coordenação e aprovação das comunidades locais o obrigou (nós o teríamos!). Portanto, eles os tornaram simbolicamente bonitos por fora, e por dentro geralmente abriam uma filial de museus locais e uma galeria de arte .
Trata-se de um edifício para resíduos de alto nível gerados durante o reprocessamento na França do combustível da única usina nuclear da Holanda Borsele (com capacidade de apenas 440 MW, e está localizada ali mesmo) e o único reator de pesquisa holandês. Com o tempo, o prédio será repintado com uma cor menos vívida, simbolizando um declínio gradual na geração de calor e na atividade de resíduos.
E esta é uma galeria de arte organizada dentro da instalação de armazenamento de resíduos radioativos. Uma ótima maneira de combinar negócios com prazer é tocar a arte e ver que RAO não é assustador. E isso é importante para funcionários e visitantes.
E neste edifício (o projeto e o reboco são mostrados aqui), o urânio empobrecido será armazenado na forma de um ZOU por cerca de 100 anos. A fachada abriga o maior relógio de sol da Europa, do famoso artista holandês William Verstraeten . Eles simbolizam a importância do tempo na gestão de resíduos e materiais radioativos.
Até 2130, os Países Baixos devem colocar em funcionamento um local profundo de eliminação de resíduos radioativos. Enquanto o projeto de repositório OPERA se parece com este... Se até esse momento os ZOU não forem usados, eles também serão colocados lá. Ao mesmo tempo, o preço de emissão é de 2 bilhões de euros. Isso em termos de um kg de urânio empobrecido - cerca de 7,7 euros por kg.
Outro exemplo da abordagem pragmática da Urenco é a decisão em 2010 de construir ela própria uma planta de desconversão no local em Cuipenhurst (Reino Unido) - Tails Management Facility (TMF)... Em 2020, deve ser totalmente lançado. Talvez assim tenham decidido economizar nos serviços de desconversão franceses (embora tenham comprado a tecnologia deles, como todo mundo), talvez tenham decidido ganhar dinheiro com serviços semelhantes para a British Nuclear Decommissioning Authority (NDA), que tem suas próprias reservas de DUHF restantes do trabalho da usina de difusão gasosa inglesa em Kaipenhurst, que estava em operação antes de ingressar na unidade de Urenco. Não é por acaso que a planta de desconversão foi construída no site britânico de Urenco, e não na Alemanha ou na Holanda, onde não existem tais reservas. As reservas totais da DUHF em Kaipenhurst, da Urenco e NDA - cerca de 130 mil toneladas.E a nuance é que agora o Urenco DUHF da Alemanha e da Holanda também será enviado aqui para desconversão. E onde está o Greenpeace, que diz que ninguém, exceto o "depósito de lixo nuclear" da Rússia traz DUHF estrangeiro para si? Eles os transportam há muitos anos e em total conformidade com as normas e leis internacionais.
Aliás, os britânicos também DUHF e ZOU dele obtidos não consideram resíduo. Após o reprocessamento, o urânio empobrecido de propriedade do NDA permanecerá em Kaipenhurst para armazenamento de longo prazo sob a gestão da Unenco, assim como parte da própria UO da Urenco. A energia nuclear no Reino Unido está se desenvolvendo e eles estão investindo em pesquisas sobre como usar o urânio empobrecido.
Na Alemanha, a atitude em relação à energia nuclear é a mais negativa dos países onde a Urenco opera. Portanto, embora o urânio empobrecido de Gronau seja convertido em RAM para armazenamento de longo prazo, e então, muito provavelmente, eles serão descartados como resíduos de baixo nível, potencialmente no valor de até 100 mil toneladas. Porém, até agora, mesmo na Alemanha, DUHF, RAM e urânio empobrecido não apresentam o status de rejeitos radioativos.
E sim, a ideia de enviar uma parte do DUHF para enriquecimento à Rússia também é uma decisão pragmática da Urenco, mutuamente benéfica para a Rosatom, uma vez que A Urenco recupera 30% desse urânio na forma de equivalente natural, se livra do urânio duas vezes empobrecido (sim, essa motivação provavelmente também está presente), e a Rosatom ganha com o enriquecimento e obtém o que considera um recurso. Ao mesmo tempo, a prática quando a parte esgotada do urânio permanece na planta de enriquecimento é mundial, geralmente é apenas DUHF após o enriquecimento de urânio natural, e na Rússia - também após o enriquecimento de DUHF.
Experiência nos EUA
Nos Estados Unidos, a abordagem ao estatuto do DUHF é dupla, uma vez que existe o DUHF, que tem proprietários diferentes - privados e estatais. Eles têm duas grandes usinas fechadas de enriquecimento de urânio por difusão em Paducah e Portsmouth, que são propriedade do Departamento de Energia (DOE). Acima, mostrei uma foto de seus armazéns de satélites. Eles acumulam as principais reservas de DUHF nos Estados Unidos - cerca de 800 mil toneladas. Em 2004, eles adotaram um plano de missão do escritório do projeto Portsmouth / Paducah ( Missão do escritório do projeto Portsmouth / Paducah ) para o descomissionamento da planta e gestão do estoque de DUHF . O programa pressupõe a desconversão do DUHF em ZOO com a produção associada de produtos fluorados e a liberação de embalagens de DUHF, que são mais de 60 mil embalagens de aço. Ao mesmo tempo, após a defluoração do DUHF, eles planejamcolocar urânio empobrecido (DU) na forma de óxido para armazenamento de longo prazo em três locais adaptados para armazenamento de rejeitos radioativos (RW). No entanto, eles não decidiram finalmente o que fazer com ele e não se referem a RW por padrão, acreditando em seu possível uso posterior. E eles até lançaram todo um programa de pesquisa sobre as formas de seu uso futuro .
Depósito DUHF nos EUA. Fonte .
É curioso que cerca de 20% de suas reservas de DUHF sejam rejeitos bastante “ricos” - mais de 0,34%. Essa. Trata-se de uma matéria-prima bastante atrativa do ponto de vista econômico, da qual podem ser obtidas até 40 mil toneladas de equivalente de urânio natural - sua produção quase anual em todo o mundo. Mas eles não têm capacidades próprias e o reenriquecimento de seus rejeitos na Rússia, como fazem os europeus, é legalmente limitado nos Estados Unidos. Mas não excluem a possibilidade de enriquecimento adicional de DUHF caso tenham novas tecnologias e o queiram. Em particular, o DOE planeja transferir até 300 mil toneladas em 40 anos. DUHF (cerca de 40% das reservas) para o futuro consórcio Global Laser Enrichment (GLE) , que está desenvolvendo uma tecnologia promissora para separação de isótopos a laser. Coisas GLE enquanto são mais ou menos, mas a própria intenção e escala são importantes - o DOE considera pelo menos 300 mil toneladas de DUHF (37% das reservas) como matéria-prima para o re-enriquecimento, não como resíduo.
Mas além das antigas reservas federais, há também novos DUHF nos Estados Unidos, que são gerados por empresas privadas de enriquecimento. Mais precisamente, esta é uma planta de enriquecimento da Urenco USA (ver artigo anterior ). E para esses comerciantes privados (atuais e futuros), os Estados Unidos determinaram que os deixassem decidir o que fazer com o DUHF: eles descobririam como usá-lo de forma lucrativa, por favor, e se não, então eles tinham a opção de terem o direito de entregar o DUHF e o urânio empobrecido para Propriedade DOE no status de resíduo radioativo de baixo nível. E a Urenco decidiu, antes mesmo da construção da usina, que seria mais lucrativo para eles e que eles fariam isso. E exatamente o que eles têm o direito de fazer e confirmado pelo memorando de 2005em relação aos resíduos da planta da Urenco USA (também conhecida como LOUISIANA ENERGY SERVICES, LP ). Mas o Greenpeace gosta de se referir a esse memorando como uma confirmação de que, desde 2005, o DUHF foi classificado como lixo radioativo nos Estados Unidos. Tudo, como podemos ver, é um pouco mais complicado. Pelo menos tanto quanto eu pude descobrir, embora eu não exclua que eu tenha entendido mal alguma coisa.
Aliás, a capacidade máxima total das unidades de desconversão DUHF nos Estados Unidos é de cerca de 22 mil toneladas. no ano. Mas até agora, em 9 anos, eles converteram um pouco mais de 70 mil toneladas de DUHF em óxidos , o que é ainda menos do que na Rússia no mesmo período. O refinamento de todas as reservas nos Estados Unidos está planejado para levar pelo menos mais 30 anos.
Experiência e planos da Rússia
Na Rússia, no JSC PO ECP em Zelenogorsk, uma unidade de desconversão e desfluorização do DUHF opera desde 2009 com a mesma tecnologia francesa, e se chama W-ECP, por analogia com a francesa W, no final do ano passado cerca de 100 mil toneladas já foram convertidas para a forma ZOU . DUHF , ou seja mais de 10% das reservas russas. Ao mesmo tempo, foram recebidas e enviadas aos consumidores 52 mil toneladas de ácido fluorídrico e mais de 10 mil toneladas de fluoreto de hidrogênio anidro HF. Em parte, eles são usados para reconverter o urânio natural para enriquecimento. Isso elimina a necessidade de compra de fluorita na China - principal matéria-prima para a produção de flúor na Rússia.
Instalação “W-EKhZ” em Zelenogorsk, que já possui 100 mil toneladas. DUHF foi transferido para ZOU.
A Rosatom possui um programa para o manuseio seguro do DUHF, que vem sendo discutido em detalhes e até mesmo ajustado nos últimos seis meses como parte dos trabalhos do Conselho Público da Rosatom e seus grupos de trabalho sobre o tema, inclusive com a participação de representantes do Greenpeace. De acordo com o programa, até 2024, outra unidade de desconversão W2-EKhZ será comissionada. Em dezembro de 2019 já foi assinado um contrato para o mesmo com a francesa Orano, no valor de 40 milhões de euros . E até 2028, o W3-EKhZ também será comissionado, o que aumentará a capacidade de desfluoração em Zelenogorsk para até 30 mil toneladas / ano.
Os contêineres DV-70 recebidos com ZOU em Zelenogorsk são os mesmos da Europa.
Paralelamente, até 2026, duas unidades W estarão localizadas em Novouralsk. O design já começou aí também... Assim, a capacidade total de desfluoração de DUHF na Rússia será de 50 mil toneladas. por ano - o que será mais do que qualquer outro país do mundo. Ao mesmo tempo, nossas próprias tecnologias de desfluoração estão sendo desenvolvidas, mas até agora não encontraram aplicação em larga escala. Todos esses planos permitirão a transferência de todos os estoques de DUHF para uma forma segura de óxido de urânio até 2057. A versão original do programa há seis meses presumia que a liquidação das reservas seria até 2080, de modo que a discussão foi em benefício do programa e encurtou esse período.
Além disso, está planejado liquidar dois dos quatro locais de armazenamento atualmente existentes para o urânio empobrecido - em Seversk e Angarsk, deixando apenas dois onde as unidades de defluoração estarão - em Novouralsk e Zelenogorsk.
Como você pode ver, o programa para lidar com DUHF na Rússia é bastante global. Outra seria embelezar as instalações de armazenamento como na Holanda e lançar uma série de reatores rápidos ...
Quanto custa isso?
Esse é um assunto importante que, infelizmente, a Rosatom reluta em divulgar, assim como os detalhes comerciais dos contratos com a Urenco. Tudo o que dizem é que o processo de transferência do DUHF para o ZOO é certamente caro e mesmo a venda de subprodutos na forma de fluoreto de hidrogênio e ácido fluorídrico não compensa. Mas eles estão dispostos a arcar com esses custos de seus lucros, incluindo-os no custo dos produtos, no âmbito da implementação da política ambiental. Olhando para a dimensão do contrato de fornecimento de uma unidade “W” de 40 milhões de euros , o custo total da desconversão durante quase meio século (de 2010 a 2057) será de pelo menos 200 milhões de euros. Com o lucro líquido da TVEL anual de cerca de US $ 1 bilhão, é uma quantia bastante elevada .
Ao mesmo tempo, a questão do custo de armazenamento adicional também não é divulgada. Porém, acho que não é muito grande, porque Os requisitos de manutenção são ainda mais baixos aqui do que para DUHF devido à forma inerte do ZOO, e os custos de segurança não devem crescer, uma vez que os armazéns ainda estarão na área protegida de complexos industriais seguros em cidades fechadas.
E se você tiver que enterrar?
Uma questão separada, que o Greenpeace está fazendo com razão, é qual será o custo de enterrar as reservas de urânio empobrecido caso elas ainda não sejam úteis. Ao mesmo tempo, aparentemente se presume que, levando em consideração a decomposição do urânio-238 em 4,5 bilhões de anos, isso será eterno e, portanto, infinitamente caro. A Rosatom prefere nem falar nisso, o que é compreensível, pois sua estratégia passa pela sua utilização. No entanto, Bellona em seu relatório tentou fazer estimativasbaseado em alguns projetos estrangeiros. Se ignorarmos a estranha comparação do OCP com o combustível nuclear usado, então a variação do custo do descarte do urânio empobrecido em locais próximos à superfície e profundos (que ainda não existem) é de US $ 1 a US $ 30 por 1 kg. Isto está de acordo com a estimativa dos Países Baixos para um enterro profundo de 7,7 € / kg que citei acima. E isso é bastante comparável com o custo de eliminação de resíduos radioativos da primeira classe de perigo (o mais perigoso - após o reprocessamento do combustível nuclear usado) na Rússia, assumindo descarte profundo - cerca de 1,4 milhões de rublos. por 1 m3 . Mas deve ser entendido que as estimativas superiores estão associadas a soterramentos profundos, típicos de resíduos de longa vida de alto nível, que não são totalmente aplicáveis ao urânio empobrecido.
Vamos tentar entender a que se refere o urânio empobrecido. Os resíduos radioativos são classificados pelo nível de atividade específica (quantos radionuclídeos eles contêm por unidade de massa) e pela meia-vida média (vida curta, média e longa). Então, o mais perigoso é o que se obtém durante o reprocessamento do combustível nuclear gasto - existe toda uma compota de radionuclídeos com enormes atividades específicas e com meias-vidas muito diferentes (até centenas de milhares de anos), além disso, ainda libera calor, o que exige especial tratamento. De acordo com a classificação russa, esta é a já mencionada 1ª classe de resíduos, o preço da sua eliminação é de quase um milhão e meio de rublos por 1 m3.O preço aqui está relacionado à complexidade do processo de armazenamento (remoção de calor) e aos requisitos para o local de disposição - este é o tipo de resíduo que está planejado para ser enterrado profundamente em todo o mundo. Sobre esses enterros, incluindo o projeto russo, eu jáescreveu um artigo separado .
Mas para os especialistas é óbvio, e quanto ao resto vou mostrar agora com números que o urânio empobrecido (DUHF ou ZOU) e a 1ª classe de rejeitos radioativos são coisas completamente diferentes. Em média, a atividade do urânio empobrecido é de cerca de 3-12 kBq / g , e esta é praticamente a atividade de um isótopo natural do urânio-238. A atividade específica da classe 1 RW pode ser milhares e milhões de vezes maior e determinada por dezenas de radionuclídeos tecnogênicos. Abaixo estão os critérios para atribuição a certos RW adotados na Rússia:
Classificação de RW de acordo com a legislação russa ( Resolução do Governo da Federação Russa de 19 de outubro de 2012 N 1069 ) Fonte da tabela .
Pode-se ver que em termos de conteúdo de emissores alfa, e o principal componente do urânio empobrecido é o urânio 238, que é um emissor alfa, o material em discussão se refere a resíduos radioativos de baixo (LAO) ou, em casos extremos, de nível intermediário (MW), dependendo do material da matriz em que o enterro é suposto.
Classificação de RW nos infográficos do Operador Nacional para a gestão de RW com referência aos requisitos de organização de instalações de eliminação para diferentes classes de RW . No total, todos os resíduos radioativos na Rússia são divididos em 6 classes. Conforme o número da classe aumenta, seu "perigo" diminui.
Levando em consideração a longa meia-vida do urânio-238 (4,5 bilhões de anos), o urânio empobrecido pode muito provavelmente ser atribuído à 2ª ou 3ª classe de rejeitos radioativos, dependendo de sua atividade específica. Se o ZOO antes do sepultamento for comprimido e / ou incluído em uma cerâmica ou outra matriz e sua densidade aumentada, então é bem possível inscrevê-lo na 3ª classe de rejeitos radioativos, que devem ser colocados em uma instalação de disposição próxima à superfície a uma profundidade de não mais que 100 m. Nos EUA, a propósito, é o descarte próximo à superfície que é considerado a principal opção.
Direi imediatamente que ainda não existem tais pontos na Rússia. Até agora, um (em Novouralsk) está funcionando e vários outros estão sendo construídos para RW de vida média (meia-vida de até 30 anos) da 3ª e 4ª classes . Pelo que eu entendi, o NAO de 2ª classe de vida longa (nosso caso) não pode ser levado lá.
No entanto, já existem tarifas para recepção de diferentes classes de RW. E eles incluem não apenas uma transferência única de lixo radioativo, mas também a manutenção por todo o período de perigo. O custo de eliminação de 1 m3 da 3ª classe RW é de cerca de 170 mil rublos . Vamos estimar grosso modo que o volume de reservas de OCP, mesmo sem compactação, será da ordem de 220 mil m3 (800 mil toneladas de DUHF = 640 mil toneladas de OCP com densidade em torno de 3 t / m3). Isso significa que o custo do enterro é de cerca de 37 bilhões de rublos. Menos de um lucro anual da empresa TVEL. As somas não são tão grandes para um projeto plurianual.
Mas ainda há décadas para escolher uma estratégia de descarte. E ainda quero esperar que o cenário de envolver o urânio empobrecido no ciclo do combustível da futura energia atômica esteja se concretizando em maior medida e que cresça com reatores rápidos. Ou haverá novas maneiras de usar o urânio empobrecido, por exemplo, na engenharia de energia termonuclear. Nesse ínterim, ele está sendo enriquecido, parcialmente utilizado no combustível MOX, gradualmente convertido em uma forma segura para armazenamento de longo prazo e investido em P&D para seus novos usos.
Entrevista com Alexander Nikitin
Tudo o que foi exposto neste artigo e em artigos anteriores é essencialmente minha opinião sobre o tema, desenvolvida com base no estudo de inúmeras fontes, conversas com especialistas e minha própria experiência no campo atômico. No entanto, essa questão era nova para mim em muitos aspectos. Portanto, decidi falar sobre este e outros assuntos relacionados com uma pessoa com muito mais experiência nesses assuntos. Este é Alexander Konstantinovich Nikitin, um dos autores do relatório sobre o DUHF, chefe da Bellona e chefe da comissão ambiental do Conselho Público de Rosatom. Além disso, ele é um capitão de 1ª patente na reserva e a única pessoa na Rússia absolvida após o FSB ter sido acusado de divulgar segredos de Estado por preparar um relatório sobre os problemas radioativos da Frota do Norte em 1995.
Portanto, falamos não apenas sobre a história atual do DUHF, mas também sobre o problema das organizações ambientais na Rússia. Abaixo, publico um vídeo da nossa conversa, que durou 1 hora e 20 minutos, postado no meu canal no youtube (inscreva-se!). Não vou dar uma transcrição completa, porque algumas das questões já foram consideradas por mim nesta e nas publicações anteriores (mas ainda recomendo ouvir a conversa, pois há muitas nuances lá), transcreverei aqui apenas alguns momentos da conversa que não foram tocados anteriormente nas minhas publicações - sobre como foi esta história com DUHF O Conselho Público da Rosatom, como o Greenpeace participou de seu trabalho e, em geral, sobre como uma organização ambientalista vive na Rússia e o que fazer pelas pessoas comuns que estão preocupadas com a radiação e a segurança nuclear.
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4- :
1. O hexafluoreto de urânio, como várias outras formas de urânio empobrecido em geral, não é considerado resíduo, mas um recurso não apenas na Rússia, mas também em muitos países do mundo. Também é manuseado, armazenado, processado, convertido em várias formas em diferentes países, incluindo Europa e Estados Unidos, e seu transporte internacional para processamento, não apenas para a Rússia, é uma prática comum. O armazenamento da fração de urânio empobrecido na planta após seu enriquecimento também é uma prática internacional comum. Claro, cada país e cada empresa tem suas próprias características e nuances. Uma das características específicas da Rússia e da Rosatom é a possibilidade (e necessidade) de enriquecimento adicional de grandes volumes de DUHF.
2O Greenpeace e outras organizações ambientais e ativistas que protestam pelo perdão da importação de DUHF para a Rússia fornecem informações sobre o assunto pelo menos de forma imprecisa, com elementos de manipulação e distorção inconsciente ou deliberada. Embora existam fatos confiáveis e perguntas justas em suas palavras. Eles são guiados por suas crenças de que o átomo é mau e deve ser abandonado, e tentam impor essa opinião como a única opção correta em qualquer oportunidade. Porém, mesmo uma análise da prática de manejo do DUHF no mundo, que fiz em meus artigos, mostra que a ideia de que se trata de um desperdício está longe de ser dominante e pelo menos não o único possível. Sim, e poucas pessoas consideram isso um desperdício, exceto para ativistas antinucleares e organizações do DUHF. Em documentos alemães e holandesesOs governos referidos pelo Greenpeace e Ekozashchita quando se referem ao transporte de resíduos, DUHF, são chamados de material nuclear ou físsil.
3 -Na minha opinião, a Rosatom, na situação com a importação do DUHF, falhou na campanha de informação e só então tentou recuperar o tempo perdido. Sua proximidade tradicional, falta de vontade e falta de vontade de compartilhar informações em tempo hábil, levam a resultados desastrosos. Em geral, a Rosatom é grande, e em sua estrutura a empresa de combustíveis TVEL e a exportadora TENEX, que se dedicam à importação e processamento de DUHF, estão longe de ser as mais abertas. O único resultado útil do Greenpeace nesta história é que a TVEL foi instruída a entrar em contato com o público indignado e compartilhar informações. Embora não tenham respondido a todas as perguntas, não foram eles que redigiram o relatório sobre o DUHF, mas Bellona e o Conselho Público. No entanto, também há muitos pontos negativos nas ações do Greenpeace - na forma de aquecer a radiofobia na sociedade e impor a opinião errada de que "a Rússia é um depósito de lixo nuclear". Os objetivos do Greenpeace são, é claroresponde, mas estrategicamente é uma escolha falsa imposta.
4. Tendo em conta o ponto 1, o silêncio da Rosatom sobre uma série de questões não significa que haja um encobrimento para a importação de resíduos radioativos estrangeiros para a Rússia. Da mesma forma, as atividades antinucleares do Greenpeace na Rússia por qualquer motivo não significa que sejam intrigas de inimigos e concorrentes. Em geral, ambos são conjecturas e teorias da conspiração que levam a conclusões e ações incorretas.
cinco.Mas minha principal conclusão é esta. Na bela Rússia do futuro, a abertura de grandes corporações e empresas nucleares é necessária (e não surgirá por si mesma) e desenvolveu o controle público sobre indústrias e tecnologias perigosas (qualquer, não apenas aquelas que alguém designou como ruins), e meios de comunicação competentes, tribunais e autoridades supervisoras e ONGs ambientais independentes fortes e competentes, incluindo aquelas competentes em questões nucleares, e mais confiança entre as autoridades condicionais e a sociedade, que não surgirá sem todos os itens acima. A indústria nuclear está cheia de problemas e os especialistas os conhecem tão bem quanto os ativistas, embora geralmente entendam coisas completamente diferentes por eles. Mas sua solução requer não apenas vontade política, recursos, tecnologia, experiência e especialistas, mas também a disponibilidade de mecanismos de trabalho para alcançar o consenso público.Mesmo que tudo isso esteja muito além do escopo do tópico em consideração, e eu levanto muito quando sou um especialista apenas em uma série de questões atômicas, mas parece-me que a ressonância pública sobre DUHF e em muitas questões nucleares é causada por este emaranhado de problemas sociais em nosso país, não apenas questões técnicas. Como dizem em uma velha piada soviética sobre encanamento - "aqui todo o sistema precisa ser mudado."
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