Техника - молодёжи 1992-05-07, страница 17

— Выход один — засыпать их землей. Но, конечно, как я уже говорил, на старых рудниках, где основание ненадежное, его вначале надо укрепить, а уже потом заваливать. Слоя в 3 м хватит, чтобы на поверхности было допустимое загрязнение.

— Допустимое — это сколько? Естественный фон?

— Нет, его достижение обойдется слишком дорого. Уровень радиации останется выше фона, но он позволит вести хозяйственную деятельность, так что эти земли не потеряны. Кстати, примерно такие дозы на гранитных набережных в Санкт-Петербурге. Опыт рекультивации отработанных месторождений у нас уже есть. Например, в городе Лермонтово под Минводами 3 — 4 года назад закрыли рудник, засыпали и посадили лес. Люди там не живут, но зона открытая, можно даже грибы собирать. Доза пока выше фона в 2 — 3 раза, но ниже ПДК.

— А если копнуть?

— Без разрешения местных властей какая-либо деятельность там запрещена. Опыт бывшей ГДР, где есть рудники, закрытые довольно давно, показывает, что контроль надо вести лет 15. Потом о нем можно забыть.

— Известно, что у нас экологии уделяли мало внимания и в себестоимости продукции затраты на них практически не учитывались. Отсюда, кстати, и наши низкие цены на многие виды продукции по сравнению с мировыми. Даже сегодня многие ученые утверждают, что подсчитать истинную долю экологической составляющей в стоимости урана крайне сложно. И все же есть хоть какие-то оценки?

— Вы правы, в ценах учитывалось далеко не все, и потому они занижены. Сейчас мы считаем, что на радиационную реабилитацию территорий, загрязненных уранодобываю-шими предприятиями, надо в себестоимости урана предусмотреть 5 - 6%. Это соответствует нормам, принятым в мире.

Скажем, в США на ликвидацию 16 старых рудников и 8 заводов по получению природного урана потребуется в течение 20 лет израсходовать около 20 млрд.долларов.

Как обогащают уран

Кажется, сама природа охраняет пока Землю от тысяч безумцев, размахивающих атомной бомбой. Действительно, ведь купить природный уран — не такая уж сложная проблема, устройство бомбы довольно простое. Но сам по себе природный уран никуда не используешь, так как содержание в нем U-235 не превышает 0,71%, остальная часть U-238 (не считая ничтожной доли U-234). Поэтому даже для АЭС его надо обогащать до 3,5-

4,4% по U-235. А уж для оружия вообще до 90%.

Так вот, к счастью, процесс обогащения крайне сложен и дорог, а потому под силу всего 7 странам: США, Китаю, Франции, Германии, Голландии, Великобритании и России.

Сейчас в мире используются два промышленных способа обогащения: диффузионный и центробежный, причем в обоих используется газообразный гексоторид урана UFe. В основе первого лежит небольшое различие в скоростях теплового движения молекул U-238 и более легких с U-235. На их пути устанавливаются фильтры. За счет большей подвижности доля легких молекул, прошедших через каждый фильтр, растет в 1,002 раза. Понятно: чтобы из природного урана получить высокообогащенный по изотопу U-235, надо его прокачать через сотни тысяч, а то и миллионы фильтров. И растягивается это «чистилище» примерно на 1 км.

Гонят газ мощные компрессоры. На уране для АЭС их — 1400, для оружия — 4000. Так что и металлоемкость, и, особенно, энергоемкость этой технологии очень велики. В среднем на получение 1 кг энергетического урана расходуется 10 тыс.кВт.ч, а оружейного, по крайней мере, на порядок больше. И, например, во Франции на обогатительный завод работают 2 блока АЭС по 1 млн.кВт.

Именно в этом отношении центробежная технология выгодно отличается. Принцип действия здесь иной. Газ UFe подается в центрифугу, где вращается ротор со скоростью 1500 об/с. Более тяжелые молекулы концентрируются у стенки, а легкие — ближе к центру, откуда и отбираются. Таких центрифуг тоже сотни тысяч, а то и миллионы в зависимости от необходимой степени обогащения.

Расход энергии примерно в 20 — 30 раз ниже по сравнению с диффузией. За счет чего? Не требуются мощные компрессоры, их роль выполняет сама центрифуга. А она сделана так, что потери на трение мизерны, всего несколько ватт на одну машину.

Поэтому, когда на наших четырех заводах диффузию заменили центробежной технологией, то как бы условно высвободили три ленинградские АЭС.

Интересная деталь: первый завод с «центробежкой» появился у нас в начале 60-х годов, но Запад вплоть до 1989 года был абсолютно уверен, что мы используем диффузию.

— Когда раскрылись, это был шок,— рассказывал мне начальник Главного научно-технического управления Минатома России Е.И.Микерин.— Как же так, американцы и те, несмотря на десятилетние исследования, не смогли освоить, а русские уже все заводы переоборудовали. Так что сегодня,

кроме нас, эту технологию имеет лишь консорциум «Юренко», куда входят Голландия, Германия и Великобритания.

У каждой профессии свой конек, своя гордость. Давно безоговорочно считается, что космонавтика — показатель уровня развития науки и техники страны. Но атомщики уверены, что центрифуга об уровне говорит не менее достойно. В ней столько изюминок, что об инженерной мысли впору поэму писать. Но это разговор особый, и он, надеюсь, впереди. Пока же лишь назову некоторые из находок. Таинство обогащения происходит в роторе, который вращается с бешеной скоростью, на одной точке опоры, фактически на игле. Кроме того, в роторе за счет различных ухищрений создается дополнительная циркуляция молекул, что резко увеличивает эффект разделения изотопов. Но, пожалуй, самое удивительное в другом. Такая сложнейшая и, казалось бы, капризная конструкция выпускается не в единичных «космических» экземплярах, а миллионными сериями и служит 15 лет. Если наша промышленность освоила такую продукцию, значит, можем, когда захотим. Значит, ее потенциал действительно высок.

Но вот вопрос: а зачем сейчас вообще обогащать уран, тратить много энергии? Почему бы оружейный уран не «разбавить) до энергетического, снизив концеш рацию с 90% до 3%? Тогда, кстати, и отходов обогащения не будет, которых, очевидно, немало.

— Все не так просто,— объясняет Е.И.Микерин.— Процесс «разбавления» состоит из нескольких химических переделов. На каждом может произойти взрыв, ведь мы постоянно рискуем создать критическую массу, то есть получить бомбу. Поэтому работу можно вести только маленькими порциями, что сдерживает масштабы производства.

Теперь об отходах. На 1 т энергетического урана приходится 6 т хвостов, 1 т оружейного — 150 т, а всего их скопилось несколько сотен тысяч тонн. Они помещены в специальные контейнеры и хранятся на специальных оборудованных площадках. А в принципе отходами их можно назвать лишь условно. Уже сейчас имеет смысл извлекать из них дефицитнейший фтор, а скоро, вполне вероятно, дело дойдет и до извлечения U-235.

15