Vides Vēstis
Viss atpūtai dabā
Dabas dati

Bioloģiski!
 

 
 

Izdrukāt

Par šo rakstu nav saņemta neviena atsauksme
Apskatīt atsauksmes · Pievienot atsauksmi

Atomenerģijas anatomija

Jānis Brizga


Kauņas Universitātes zinātnieki ir analizējuši atomenerģijas nākotnes iespējas Baltijas valstīs un secinājuši, ka jauna kodolreaktora celtniecība Lietuvā līdz 2020. gadam būtu ekonomiski pamatota, ja alternatīvu energoresursu cenas saglabātos augstas un nebūtu iespējams importēt elektroenerģiju no Krievijas. Tiek arī prognozēts, ka elektroenerģijas patēriņš tikai pieaugs, jo ikdienā mēs arvien vairāk un vairāk izmantojam dažādas elektroiekārtas. Eksperti arī norāda, ka 2015. gadā, kad tiks slēgts Ignalinas kodolreaktors, Latvijā varētu iestāsies elektroenerģijas deficīts. Balstoties uz šīm prognozēm, Baltijas valstu vadītāji 2006. gada sākumā vienojās par iespējamās atomelektrostacijas celtniecības iespēju priekšizpēti. Tā tika pabeigta pagājušā gada nogalē. Šīs izpētes galvenie secinājumi bija, ka būvēt jaunu kodolreaktoru Ignalinā ir iespējams un tas būtu ekonomiski izdevīgi. Diemžēl šajā izpētē gandrīz nemaz netika skatīti ietekmes uz vidi aspekti un reaktora ilgtermiņa ietekme uz sabiedrību. Tāpēc nolēmu aplūkot, kāda tad ir moderna kodolreaktora ietekme uz vidi tā pilnā mūža ciklā – sākot no urāna ieguves, tā bagātināšanas, kodolreaktora būvniecības, atomu šķelšanas un beidzot ar radioaktīvo atkritumu noglabāšanu un reaktora nojaukšanu.


Urāna ieguve

Urāns, tāpat kā nafta, ir neatjaunojamais dabas resurss, kas jāiegūst no dabas dzīlēm. Ģeoloģiskie pētījumi rāda, ka urāna koncentrācija lielākajā daļā atradņu ir 0,02 līdz 0,01% (200-100 g) uz tonnu klints. Urānu iegūst līdzīgi kā citus izrakteņus – atklātās raktuvēs –, tādējādi apkārtējā vide tiek piesārņota ar radioaktīvajiem putekļiem vairāku simtu kilometru rādiusā. Šīs raktuves var būt pat 250 m dziļas. Lai nodrošinātu raktuvju darbību, piesārņoto ūdeni no raktuvēm pastāvīgi izsūknē, tā apdraudot vietējās ekosistēmas.

Nākamais posms ir urāna ieguve, kas notiek īpašās rūpnīcās, kur urānu atdala no izraktā ieža. Urāna izskalošanai parasti izmanto sērskābi. Tā kā šajā procesā iegūst ne tikai urānu, bet arī citas sastāvdaļas (piemēram, molibdēnu, vanādiju, selēnu, dzelzi, svinu un arsēnu), urāns no tām ir jāatdala. Taču arvien populārāka kļūst urāna izskalošana uz vietas – raktuvēs. Simtiem tonnu sērskābes, slāpekļskābes, amonjaka un citu ķīmisko reaģentu uz 5-25 gadiem tiek iepumpēti urāna ieguves iezī, kur notiek izskalošanas process. Šādā veidā var iegūt tikai vienu ceturto daļu esošā urāna. Taču šī metode ir lētāka, tāpēc tiek plaši izmantota. Tagad aptuveni 10% urāna iegūst šādā veidā. Taču, lai kā arī urānu iegūtu, gala rezultāts, kas parasti tiek saukts par dzelteno kūku, ir vienāds – tas tālāk nonāk mucās, kas ir gatavas transportēšanai un noliktavās gaida savu pircēju.

Urāna ieguves procesā rodas arī ievērojami atkritumu apjomi. Ieži, ko izmanto urāna izskalošanā, pēc to apstrādes vēl joprojām satur daudz radioaktīvā materiāla, piemēram, toriju-230, rādiju-226 un 10% urāna. Bez tam urāna izskalošanas atkritumi satur arī smagos metālus un izskalošanas procesā izmantotās ķimikālijas. Urāna ieguves un izskalošanas procesā radioaktīvās vielas un smagie metāli tiek izrauti no to relatīvi drošajām uzglabāšanas vietām klintīs un dziļi zemē un tiek pārvērsti putekļos, kam ir daudz lielākas iespējas nokļūt vidē.

Teorētiski urāna ieguves procesā izmantotās skābes būtu jāneitralizē, raktuves pēc to lietošanas – jāizolē ar māla slāni, izraktie ieži – jānoglabā atpakaļ raktuvēs, raktuvju vieta un apkārtne – jārekultivē un jāatjauno iepriekšējā izskatā, atjaunojot arī augsnes veģetāciju. Taču praksē šo dārgo procesu veic ļoti reti. Pēc konsultāciju firmas «CeeData» aprēķiniem, rekultivācija varētu prasīt četras reizes vairāk enerģijas nekā urāna ieguvē patērētā. Raktuvju atkritumus, protams, var izmantot arī citādi. ASV atklāts, ka 80. gados radioaktīvie raktuvju atkritumi tika izmantoti celtniecībā, tādējādi veicinot šo ēku ieītnieku saslimstību ar vēzi. Līdzīgi gadījumi konstatēti arī Sibīrijā.

Pasaulē ir pieejami aptuveni trīs miljoni tonnu ekonomiski izmantojama urāna. 40% no tiem atrodas Austrālijā. Nākamās lielākās urāna atradnes ir Kazahstānā, Kanādā, Dienvidāfrikas Republikā, Namībijā, Brazīlijā, Krievijā, Armēnijā un Uzbekistānā. Taču ne visas šīs valstis urānu iegūst pilnā kapacitātē. Piemēram, Austrālijas valdība vietējām aborigēnu kopienām, uz kuru zemes atrodas urāna atradnes, un Kakadu nacionālā parka administrācijai ir piešķīrusi veto tiesības urāna raktuvju darbu uzsākšanas atļauju izsniegšanā. Līdz ar to Austrālija spēj izmantot tikai 10% tās urāna ieguves kapacitātes. Un lielākā urāna ieguvēja pasaulē ir Kanāda.

Pašlaik pasaulē katru gadu patērē 97 200 tonnu urāna. No tām aptuvei 61 250 tonnu jeb 62% iegūst no primārajiem avotiem – urāna rūdas. Atlikušo kodoldegvielu iegūst, pārstrādājot atomieročus un izmantoto (reciklēto) urāna degvielu. Ja urāna patēriņš saglabāsies līdzšinējā apjomā, tiek prognozēts, ka urāna rūdas krājumi izbeigsies pēc 45-50 gadiem.

Taču nākamajos 20-30 gados, lai apmierinātu pašreizējo enerģijas pieprasījuma pieaugumu, urāna ieguves kapacitāte būtu jāpalielina par 100%. Un tad urāna rūdas pieejamie krājumi izsīktu jau pēc 20 gadiem. Savukārt, ja visas fosilo kurināmo energostacijas tiktu aizstātas ar AES, urāna pietiktu tikai nākamajiem 3-4 gadiem. Jāņem vērā arī tas, ka, palielinoties pieprasījumam, celtos urāna cena. Un, pasaulē saglabājoties pastāvīgam energoresursu pieprasījuma pieaugumam, tirgus dīleri prognozē strauju urāna cenu kāpumu tuvākajā laikā. Bez tam urāns nav vietējais resurss, tāpēc nauda, kas tiktu tērēta urāna iepirkšanai, aizplūstu uz citām valstīm.

Konversija un bagātināšana

«Dzeltenajai kūkai», atstājot raktuves un izskalošanas rūpnīcas, vēl ir jāveic tāls ceļš līdz kodolreaktoram. Urānam stāv priekšā arī pārveides un bagātināšanas process. Šis ceļš ir ne tikai tāls, bet arī nedrošs, jo urāna rūdu var izmantot tiklab enerģijas, kā kodolieroču ieguvē.

Bagātināšana ir process, kas līdzinās destilācijai. «Dzeltenā kūka» satur tikai aptuveni 0,7% urāna-235. Taču kodolreakcijas nodrošināšanai urāna-235 koncentrācijai ir jābūt vismaz 3,5%. Šajā «destilācijas» procesā urāns tiek pārvērst gāzē, ko pazīst arī ar nosaukumu «hex», un šajā gāzveida stāvoklī urāna-235 molekulas tiek atdalītas no smagākām urāna-238 molekulām. Atdziestot bagātinātais urāns atgriežas cietā stāvoklī. Aptuveni 15% no «dzeltenās kūkas» tiek pārvēsti kodolenerģijā izmantojamā urānā. Pārējie 85% ir tas, ko sauc par vājināto (deplated) urānu. Vājināto urānu vajadzētu iepakot un noglabāt pazemes glabātavās. Taču noglabāšanas augsto izmaksu un piemērotu vietu trūkuma dēļ liela daļa vājinātā urāna glabājas pagaidu glabātavās. Tā, piemēram, ASV pēdējo 50 gadu laikā šādās pagaidu glabātavās ir uzkrājušas 500 tūkstošus tonnu vājinātā urāna. Lielbritānijā pagaidu novietnēs glabājas 30 tūkstoši tonnu.

Urāna bagātināšana ir toksisks process, kurā izmanto neskaitāmas ķīmiskās vielas. Lai vienu tonnu urāna pārvērstu «hexā», ir nepieciešama aptuveni tonna fluorīda. Fluorīdam savukārt ir 10 000 reižu lielāks klimata sasilšanas potenciāls nekā CO2. Lai arī rūpniecība ne-veic šādu emisiju uzskaiti, nav šaubu, ka liela daļa fluorīda izkūp atmosfērā. Pieredze rāda, ka kodolenerģijas ražotāji līdzīgi bezatbildīgi rīkojas arī ar citām vielām. ASV valdības «US Enrichment Corporation» nākamo 50 gadu laikā soda naudās ir jāsamaksā septiņi miljardi latu par to, ka 80. un 90. gados tā vidē izvadīja radioaktīvos atkritumus un vēzi izraisošas ķīmiskās vielas.

Atstājot bagātināšanas rūpnīcu, urāns tiek transportēts uz tālāku apstrādi. Šajā posmā bagātināto urānu pārvērš keramiskās urāna dioksīda lodītēs un iepako cirkonija maisījuma caurulēs. Tās savukārt tiek sasietas «buntītēs», kas veido kodolreaktoru degvielu. •

Konsultants M.Sc. Ojārs Balcers