Sphärischer Kernbrennstoff im Vakuum

'Windkraft, Solarenergie, Atomkraft' - dachte ich. "Der Wind weht, die Sonne scheint ... Hör auf, und was ist der Kern?" Es wäre interessant zu wissen ...

Ab Uranus

Jetzt ist die Basis des Kernbrennstoffs Uran. Die häufigsten Arten von Uran in der Natur sind das Isotop mit einer Masse von 238 und das Isotop 235. In natürlichem Uran sind sie in einem Verhältnis von ungefähr 99,3% und 0,72% enthalten. Uran ist ein Metall, also muss man es graben. Aber zuerst müssen wir etwas wissen. "Uranus ist nicht von Natur aus radioaktiv." Dies ist jedoch die ausschließliche Meinung von Rosatom . Alle anderen wissen natürlich, dass Uran radioaktiv ist . Allerdings nicht viel. Alpha-Strahlung (Helium-4-Kerne) wird, obwohl sie für Uran am charakteristischsten ist, von der Haut zurückgehalten und ist bei äußerer Exposition nicht gefährlich. Betastrahlung (Elektronen / Positronen) ist ebenfalls vorhanden, wird jedoch durch ein einfaches Tuch gut verzögert. Gammastrahlung (Photonen) ist zwar durchdringend, trägt aber in unserem Fall aufgrund ihrer geringen Intensität zur Beta-Strahlung bei. Trotz der Tatsache, dass Uranerz nicht nur Uran ist, sagen wir sofort, wird es nicht zu viel leuchten.

Schauen Sie sich die Zerfallsprodukte von Uran an. Sie haben Radon , und das sind schlechte Nachrichten . Wie uns gesagt wird:

Der Zerfall der Radonkerne und ihrer Tochterisotope im Lungengewebe verursacht Mikrobrand.

Poloniumisotope, die aus dem Zerfall von Radon resultieren, sind eine signifikante Quelle für interne Alphastrahlung.

Die relative Schädlichkeit von Radontochterprodukten ist größer als die Schädlichkeit von Radon selbst. Einmal im menschlichen Körper, trägt es zu den Prozessen bei, die zu Krebs (Knochen, Blut, Lunge, Tausende von ihnen ...), Anämie, Leukämie führen.

Denken Sie daran, Radon ist ein wichtiger Faktor bei der Arbeit mit Uranerz.

Und schließlich ist Uran selbst hochgiftig . Es ist äußerst unerwünscht, es auf irgendeine Weise in den Körper zu bringen, die über die zulässige Norm hinausgeht.

Wenn Uran in den Körper gelangt, wirkt es auf alle Organe und ist ein allgemeines Zellgift. Der molekulare Wirkungsmechanismus von Uran hängt mit seiner Fähigkeit zusammen, die Aktivität von Enzymen zu hemmen. Zunächst sind die Nieren betroffen (Eiweiß und Zucker erscheinen im Urin, Oligurie). Bei chronischer Intoxikation sind Hämatopoese und Störungen des Nervensystems möglich.

Es wird oft darauf hingewiesen, dass es bei der Arbeit mit Uran selbst nicht schlechter als Radon liefert, aber welche Auswirkungen durch das Vorhandensein des ersten verursacht werden und welche durch das zweite manchmal schwer zu erkennen sind, so sagt niemand wirklich. Wir werden unser Glück nicht versuchen und die schlechteste Option annehmen. Obwohl Kurchatov sich einfach die Hände an einem Taschentuch abwischte. Wahre Geschichte.

Uranreserven

Urandioxid Schon ein Kuchen?

Bevor Sie graben, müssen Sie herausfinden, wo. Australien ist mit 1780 kt (30% des weltweiten Volumens) führend bei den Uranreserven. Werfen Sie einen Blick auf die Top 5 (und den Prozentsatz der weltweiten Produktion im Jahr 2017 ):

1. Australien - 30% (10%)
2. Kasachstan - 14% (39%)
3. Kanada - 8% (22%)
4. Russland - 8% (5%)
5. Namibia - 7% (7%)

Wenn alles in Ordnung ist, wird das Uran auf der Erde uns ungefähr hundert Jahre lang halten. Nicht so sehr, aber es gibt zumindest Thorium .

Bergbaumethoden

"Wie viel Curie braucht man, um eine Glühbirne anzuzünden?" - alter französischer Witz

Die erste Option . Wenn das Uran flach ist (bis zu 500 m), kann die Steinbruchmethode angewendet werden. Bagger und Lastwagen. Billig und fröhlich, minimale Strahlung. Open Air hilft ein wenig von Radon und Uranstaub. Eine solche Karriere bringt uns also nicht mehr als ein paar Milizen pro Jahr. Dies gilt als absolut sicher. Das Problem tritt auf, wenn Bergbauabfälle auftreten. Aber dazu später mehr.

Die zweite Option . Es ist für Fälle konzipiert, in denen das Erz etwas tiefer liegt und Sie eine Mine graben müssen. In der Regel graben sie nicht mehr als zwei Kilometer, sonst ist der Preis bereits unwirksam. Wenn Radon tief abgebaut wird, tritt es in ein aktives Spiel ein. Es muss ständig überwacht, gefangen, abgepumpt und den Hamstern in den Minen mit frischer Luft zugeführt werden. Wir vergessen auch nicht den Staub. Verschärfte Sicherheitsverfahren und ein ausgeklügelter Produktionsmechanismus erhöhen die Kosten dieser Methode im Vergleich zur ersten. Das Abfallproblem besteht weiterhin.

Die dritte Methode . Unterirdische Auslaugungsmethode (MPV). Signifikant verschieden von den ersten beiden. Zunächst wird ein Brunnen in die Uranlagerstätte gebohrt (nicht tiefer als 600 m). Dann wird eine Schwefelsäurelösung eingespeist, die Uranpartikel bindet (Auslaugung). Die resultierende Lösung wird an die Oberfläche gepumpt und bereits daraus extrahiert, wonach Uran verarbeitet wird. Die Vorteile dieser Methode sind eine erhebliche Vereinfachung der Organisation des Prozesses. Dementsprechend wird der Preis reduziert. Hamster mit Schaufeln werden nicht mehr benötigt. So kann die Methode unter schwierigen klimatischen Bedingungen angewendet werden. Radon und Staub stören uns nicht mehr. Die gepumpte Lösung enthält außerdem ein Minimum an überschüssigen Komponenten, was das Problem der radioaktiven Kontamination erheblich vereinfacht. Im Allgemeinen wird diese Methode als vielversprechend angesehen, aber bisher wurde sie irgendwo in 15% der Lagerstätten angewendet.

Umweltauswirkungen

Ein trauriges Beispiel. Rio Tinto River

Die erste Traurigkeit in Bezug auf Bergbau ist AMD alias Abwasser. Das Fazit ist, dass viele Sulfide in Bergbauabfällen enthalten sind, die in Gegenwart von Wasser und Sauerstoff Schwefelsäure ergeben. Bei stillgelegten unterirdischen Minen macht eine Änderung der Wasserflüsse diesen Prozess unvermeidlich. Darüber hinaus finden sich unter Sulfiden auch toxische Metalle (Kupfer, Aluminium, Arsen, Quecksilber). Wenn all diese Freude in den Fluss gelangt, wird es nicht mehr empfohlen, darin zu trinken und zu leben. Hinzu kommt, dass in besonders vernachlässigten Fällen die Situation nicht schon „nie“ korrigiert wird.

Die zweite Traurigkeit . Nachdem Uran aus dem Erz gewonnen wurde, haben wir immer noch eine Menge unnötigen Mülls (in fester und flüssiger Form). Es enthält sowohl radioaktive Elemente (Thorium, Radium), die nicht von uns abgebaut werden, als auch nicht zusammengesetztes Uran. Der Grad der Radioaktivität solcher Abfälle kann 85% des Niveaus des ursprünglich abgebauten Erzes erreichen. Wenn all dies einfach zusammengefügt wird, können, wie wir bereits wissen, Gammastrahlung und ständig emittiertes Radon (das im Allgemeinen aus Radium gebildet wird) ernsthafte Umweltschäden verursachen.

Die dritte Traurigkeit betrifft die Methode der unterirdischen Auslaugung. Mit dieser Methode erhalten wir fast keinen Müll und verschmutzen die Luft nicht. Der Prozess verursacht jedoch unweigerlich Grundwasserverschmutzung. Mögliche Lecks der Arbeitslösung (d. H. Schwefelsäure) können zu signifikanten Änderungen der geologischen Struktur führen, die nicht immer leicht vorherzusagen sind. Eine große Herausforderung besteht darin, die Wasserquellen zu schützen.

Wieder in einer Flasche

Einer der Rückstände in Kanada

Nach unserem Verständnis muss der Abfall an einem Ort entsorgt werden. Es wird die Tailing-Deponie genannt (aus dem Englischen "Tailings" - Abfall). Es kann einfach ein Müllberg, ein Damm oder ein See sein. Unser Hauptziel ist die Isolierung vom umgebenden natürlichen Hydrauliksystem. Das heißt, Für uns ist es wichtig, dass der Speicher nicht ausläuft und nicht überläuft. Zum einen brauchen wir zuverlässige Zäune entlang der Kanten. Die zweite erfordert die Installation von Dekantierungssystemen, und es ist wünschenswert, die Menge an Niederschlag / Verdunstung in der Konstruktion zu berücksichtigen. Nach dem Stoppen der Abfallsammlung muss ein Kuppelschutz gegen Radon installiert werden. Als zusätzliche Maßnahmen - Entwässerung des Lagers, Schutz vor Bodenerosion. Als nächstes folgt die ständige Beobachtung. Lebensdauer - von mindestens 200 Jahren bis zu wünschenswerten 1000 Jahren. Mit der Hilfe, welcher Mutter man so viel standhalten kann, traut sich die Wissenschaft nicht zu antworten.

Prognosen für Zeiträume von 175 bis 975 Jahren werden durch ein hohes Maß an Unsicherheit aufgrund des Mangels an ausreichenden praktischen Daten erschwert.

Dementsprechend sind auch zukünftige Wartungskosten schwer einzuschätzen. Es gibt Hinweise auf Primärkosten bei der Stilllegung von Minen . Die Beträge reichen von mehreren zehn Millionen bis zu ein paar Milliarden Dollar. Es gibt auch interessante Daten von UMTRA darüber, wie viele Todesfälle sie durch ihre Aktivitäten verhindert haben und wie es dazu kam. Seit hundert Jahren hat sich herausgestellt, dass ~ 1,3.000 Menschen leben, insgesamt eine Million Dollar. Im Allgemeinen ist klar, dass die Aufgabe Aufmerksamkeit, Zeit und Geld erfordert. Jede signifikante Beschädigung der Rückstände kann zu traurigen Folgen führen .

Nützliche Materialien

Uranabbau- und Mahlabfälle: Eine Einführung
Uranabbau in Virginia (2012)

Horrorgeschichten