Ядерное оружие

Добыча природного урана

Уран является достаточно распространенным в природе металлом. Несмотря на это, месторождения с высоким содержанием урана в породе встречаются относи¬тельно редко. Выявление общих контуров рудоносных районов с богатыми ме¬сторождениями урана осуществляется на основе анализа геологических моделей, радиометрической аэроразведки, отбора проб воды и почвы, и других методов. Более детальная разведка расположения месторождений проводится посредством бурения скважин и анализа состава породы.
Результаты геологической разведки закладывают основу выбора технологий добычи и переработки урановой руды. Приповерхностные месторождения раз¬рабатываются карьерным способом. Шахтные методы используются при глубин¬ном расположении урансодержащих пород45 Извлеченная из шахты или из карьера руда сортируется с применением методов радиометрического анализа и размалывается. Метод выделения урана зависит от физико-химических свойств обрабатываемой горной породы. Типичной является обработка породы кислотами (иногда при повышенных температурах и давлениях) и/или содой, в ходе кото¬рой уран переходит в раствор (элюэнт).
В 60-е годы в Советском Союзе начал осваиваться значительно более эконо¬мичный для некоторых типов месторождений метод подземного выщелачива¬ния. Применение методов подземного выщелачивания в СССР быстро расши¬рялось и в 80-е годы с их помощью добывалось около 32% урана. Соответственно 52% и 16% урана добывалось подземным и открытым способами.
На следующем этапе технологического процесса осуществляется концентри¬рование урана. В результате получается конечный продукт уранодобывающих комбинатов - урановый концентрат (порошок закиси-окиси урана, U3O8).47 Для повышения содержания природного урана в продукте до 90% или выше осущест¬вляется операция очистки (аффинажа), основанная на использовании экстракци¬онных технологий.
В СССР добыча природного урана началась в 1945 г. на Табошарском рудни¬ке в Таджикистане и прилегающих месторождениях в Узбекистане и Киргизста-не. Одновременно Министерством геологии были организованы целенаправ¬ленные масштабные работы по разведке урановых месторождений. Открытие в конце 40-х годов новых месторождений в Средней Азии, на Северном Кавказе и Украине (Криворожский, Карамазарский и Ставропольский урановые районы) позволило существенно увеличить темпы добычи. Тем не менее, основными ис¬точниками урана для советской ядерной программы в то время оставались Чехо¬словакия и Восточная Германия.49 Поставки урана из этих стран осуществлялись в соответствии с соглашениями, заключенными с этими странами соответственно в 1945 и 1946 гг.

В 50-е годы с помощью воздушной радиометрической разведки были откры¬ты крупнейшие месторождения урана в Узбекистане и Казахстане. В 60-е годы развитие теоретических моделей образования урановых месторождений позво¬лило открыть Стрельцовский урановый район в юго-восточной Сибири и допол¬нительные месторождения в Кызылкумском и Криворожском районах.
В 60-е и 70-е годы на основе разведанных месторождений были введены В эксплуатацию крупнейшие уранодобывающие комплексы: Целинный (Степно-горск) и Прикаспийский (Актау, бывший Шевченко) комбинаты в Казахстане, Навоийский комбинат в Узбекистане, и Приаргунский комбинат в России. Зна¬чительное количество урана импортировалось из Восточной Германии, Чехосло¬вакии, Болгарии, и Венгрии. В 70-80-е годы уровень производства и импорта ура¬на достиг более 30 тыс. т в год50 Недостаток урана, продолжавший в 60-70-е годы оставаться основным тормозом советской ядерной программы, был устранен.
Сокращение оборонных заказов во второй половине 80-х годов и заметное снижение темпов развития атомной энергетики после чернобыльской катастро¬фы привели к перепроизводству урана и снижению уровня его добычи. В 1991 г. уровень добычи снизился до 40% производительности комплекса. Распад СССР значительно изменил структуру уранового комплекса и привел к образованию индивидуальных производителей урана, ориентированных на продажу продукции на мировом рынке.
Всего к началу 90-х годов в СССР было произведено или импортировано из Восточной Европы примерно 660 тыс. т урана, ' из которых примерно 460 тыс. т было использовано для производства оружейных делящихся материалов.
В настоящее время разведанные запасы природного урана республик бывше¬го СССР расположены в девяти урановых районах с разрабатываемыми место¬рождениями и пяти урансодержащих районах, разработка которых еще не нача¬лась.52 Большая часть разведанных запасов урана находится в трех республиках: России (около 300 тыс. т), Казахстане (576.7 тыс. т) и Узбекистане (230 тыс. т).53
Производство гексафторида урана
Важное место в цепочке ядерного топливного цикла занимает производство гек¬сафторида урана (UF6), служащего сырьем для обогатительных заводов.54 В СССР исследования по производству гексафторида урана были начаты Наркоматом химической промышленности в начале 40-х годов, и первые граммы материала были получены в 1943 г.55 Промышленное производство по фторированию урана было освоено в 1947 г. на заводе "Рулон" (завод № 906) в г. Днепродзержинске. Продукция завода использовалась, в частности, для производства металлического топлива экспериментального реактора Ф-1 в Курчатовском институте. В 50-х го¬дах на Химическом комбинате в городе Кирово-Чепецке (завод № 752, до 1958 г. находился в составе Минхимпрома) была освоена новая, более эффективная тех¬нология, основывающаяся на промежуточном производстве тетрафторида урана.
В настоящее время гексафторид урана производится посредством сжигания соединений урана в одноступенчатом пламенном реакторе. При этом в качестве сырья могут использоваться различные соединения урана, включая тетрафторид и оксиды. Соответствующая технология была разработана в 60-е и освоена в 70-е годы на заводах в Томске-7 и Ангарске (комбинат в Кирово-Чепецке был переориентирован на работу с тетрафторидом урана). Оба завода использовались для работы как с природным, так и с регенерированным ураном. В настоящее время переработкой природного урана занимается в основном Ангарский завод. Его производительность оценивается в 18.7 тыс. т урана в год57