В 2009 году Казахстан выступил с инициативой разместить на своей территории под эгидой МАГАТЭ международный Банк ядерного топлива. Банк предусматривает хранение низкообогащенного урана, необходимого для производства топливных сборок для атомных электростанций.
Складывается парадоксальная ситуация: уже 4 года мы так много слышим и читаем о Банке ядерного топлива, но так мало знаем о нем. Вследствие незнания тема размещения Банка ядерного топлива наполнилась огромным количеством мифов, а для некоторых деятелей стала политической повесткой и инструментом влияния на общественное мнение.
Давно настала пора разобраться, как этот банк выглядит и зачем он нам вообще нужен. Не скрою, что тоже подвергся стереотипному мышлению и когда ехал на Ульбинский металлургичекский завод (УМЗ), а именно на его территории предполагается разместить банк, ожидал увидеть картину напоминающую «Сталкера», где все ходят в костюмах химзащиты, а по периметру прогуливаются автоматчики. Однако... Однако, обо всем по порядку.
Сразу же хотелось бы обратить внимание на правильное название создаваемой МАГАТЭ организации – это Банк низкообогащенного урана МАГАТЭ (или Банк НОУ МАГАТЭ). Именно так это определено в документах Совета управляющих МАГАТЭ, которые, как мне пояснило руководство УМЗ, являются основополагающими для создания такого банка. Ниже будут даны пояснения, почему было выбрано такое название.
1. Здание выставочно-информационного центра Ульбинского металлургического завода
Урановая промышленность Казахстана создавалась как часть атомного промышленного комплекса бывшего СССР. В республике были созданы геологоразведочные организации, специализирующиеся на поиске и разведке месторождений урана, уранодобывающие предприятия – карьеры, шахты, рудники и два комбината – Прикаспийский горно-металлургический и Целинный горно-химический – по переработке урановых руд и производству закиси-окиси урана.
Казахстан давал около 30% от общесоюзного производства уранового концентрата. В начале 80-х выпуск урановой продукции в Казахстане достиг максимальных объемов: уран добывался почти на 30 месторождениях, а численность работников, занятых на предприятиях атомной промышленности, составляла более 70 000.
В октябре 1949 года по предложению Лаврентия Берии в Усть-Каменогорске был создан Ульбинский металлургический завод, который впоследствии станет крупнейшим Союзе производителем тантала, бериллия, порошков диоксида урана и топливных таблеток для энергетических ядерных реакторов. УМЗ производил более 80% реакторного топлива в СССР и стран Восточной Европы.
2. Докладная записка Л.П. Берия товарищу Сталину И.В. и Приказ от 04.10.1947г. о создании УМЗ
На заводе производилось более 1000 тонн топливных таблеток в год из диоксида урана, сырьём для производства которого служил гексафторид низкообогащенного урана. Историю создания и ключевые этапы становления уранового производство можно почитать на сайте завода.
3. Вход в музей Ульбинского металлургического завода
Сегодня УМЗ входит в состав Национальной атомной компании «Казатомпром» – национального оператора Казахстана по экспорту урана и его соединений, редких металлов, ядерного топлива для АЭС, специального оборудования, технологий и материалов.
Так что же предполагается хранить в банке при УМЗ?
Для начала поймем, что собой представляет ядерный топливный цикл. Он состоит из нескольких стадий:
- Добыча природного урана, который содержит 0,71% делящегося изотопа урана-235. Добыча природного урана происходит на юге Казахстана. Как это происходит можно посмотреть на Вокспопули.
- Далее добытый уран перерабатывается непосредственно на рудниках при наличии аффинажных мощностей, либо транспортируется на УМЗ и перерабатывается до закиси-окиси природного урана. Т.е. происходит первый передел – аффинаж урана.
4. Подготовленные к отгрузке на конверсионные предприятия упаковки с закисью-окисью природного урана
5. Транспортировка упаковок с закисью-окисью природного урана по территории склада с помощью погрузчика.
- Посредством нескольких технологических операций, называемых конверсией, из закиси-окиси урана получается гексафторид природного урана. Мощностями для конверсии УМЗ не располагает, однако, в планах есть строительство конверсионного производства на территории завода совместно с канадской компанией CAMECO.
- Полученный гексафторид урана идет на обогащение. После обогащения содержание урана-235 может быть повышено с 0,71% до 5%, в зависимости от предъявляемых к величине обогащения требований. Так как Казахстан является безъядерной страной, то мощностей по обогащению урана в нашей стране нет. Тем не менее, Казатомпром владеет долей в Уральском электрохимическом комбинате, который является крупнейшим предприятием в мире по обогащению урана.
- После обогащения происходит операция реконверсии, т.е. из гексафторида урана получается диоксид низкообогащенного урана. Эту операцию производят на УМЗ.
6. Готовые к отгрузке упаковки с диоксидом низкообогащенного урана
- Обогащённый гексафторид урана, содержащий до 5 % урана-235, переводят в форму чистого диоксида урана, из которого методами порошковой металлургии прессуются топливные таблетки диаметром порядка 1 см и высотой 1-1,5 см.
7. Топливные таблетки
- Таблетки помещают в тонкостенную трубку, выполненную из циркониевого сплава, содержащего 1% ниобия – чрезвычайно стойкого к воздействию высоких температур и агрессивных сред материала. Длина такой трубки, называющейся ТВЭЛом – тепловыделяющим элементом – достигает 4 м. ТВЭЛы объединяются в тепловыделяющую сборку, которая потом загружается в реактор АЭС. Топливную сборку на УМЗ пока не производят, но совместно с французской компанией AREVA здесь планируется строительство завода по их производству к 2016 году.
8. Топливная сборка в музее УМЗ
- Как правило, топливная сборка «работает» от трёх до пяти лет, а затем нуждается в охлаждении, переработке и утилизации. Отработанные топливные сборки, по сути, являются отработанным ядерным топливом или ядерными отходами. В нашу страну облученное (отработанное) топливо никогда не завозилось. Более того, ввоз ядерных отходов на территорию Казахстана запрещен на законодательном уровне.
9. Упрощенная схема ядерного топливного цикла. Синим отмечены процессы, которые выполняют на территории Казахстана, а красным отмечены процессы, которые в нашей стране не производятся – конверсия, обогащение, производство тепловыделяющих сборок и переработка отработанного ядерного топлива. Банк НОУ подразумевает хранение гексафторида урана.
Банк НОУ МАГАТЭ – не банк ядерных отходов
Итак, мы определились, что Банк ядерного топлива на самом деле называется Банком низкообогащенного урана МАГАТЭ. Никакой связи между Банком НОУ и хранением радиоактивных отходов нет, и не может быть. В Банке НОУ будет храниться гексафторид низкообогащенного урна, который, как видно из схемы ядерно-топливного цикла, всего лишь является исходным сырьем для производства топливных таблеток. То есть, будет храниться не ядерное топливо, а сырье для его производства. Обогащение гексафторида урана, который будет храниться в банке, составит не более 5 % по урану-235, именно такой материал во всем мире применяется для изготовления топливных сборок, используемых в ядерных реакторах для производства атомной энергии.
10. Банк предлагается разместить в тупиковой части склада готовой продукции корпуса 695/696 с устройством ограждения и видеонаблюдения, обеспечивающими полный контроль доступа в банк. Вот так выглядит корпус 695/696.
11. Ворота для въезда автомашин и ж/д транспорта
12. В тупике этого склада планируется разместить Банк НОУ МАГАТЭ
13. Хафез (в центре) – бригадир комплексной бригады склада готовой продукции, работает на УМЗ уже 32 года. Несмотря на то, что здесь хранится гексафторид низкообогащённого урана одежда у рабочих склада вполне обычная. Никакой химзащиты или спецсредств, т.к. этот склад практически ничем не отличается любого другого. Позади них как раз и расположена планируемая для размещения банка площадка.
Текущий статус переговоров
Состоялось 12 раундов переговоров между представителями РК и МАГАТЭ. Цель – завершить до конца текущего года согласование Соглашения о создании в РК Банка НОУ МАГАТЭ, в дальнейшем этот документ будет вынесен на рассмотрение в Парламент нашей страны. Параллельно идет согласование технических нюансов между оператором площадки УМЗ и МАГАТЭ.
Размер банка ядерного топлива
Планируется, что в банке будет храниться до 60 цилиндров гексафторида урана. В каждом таком цилиндре может находиться до 1,5 тонн урана в виде гексафторида. Такого количества (около 90 тонн урана) достаточно для производства топливных сборок загрузки активной зоны реактора мощностью 1 000 МВт. По площади это около 300 квадратных метров. В настоящее время на УМЗ также хранится некоторое количество цилиндров с гексафторидом урана в рамках только своей производственной программы. Стоит отметить, что во времена СССР одновременно хранилось до 800 цилиндров с гексафторидом урана. В целом УМЗ имеет более чем 50-летний опыт переработки и хранения ядерных материалов в форме гексафторида урана, поэтому с технологической точки зрения здесь никаких сложностей нет.
14. Примерно столько место займет банк, границы отмечено желтым контуром
15. С помощью мостового крана и бригады из трех человек складируется гексафторид низкообогащённого урана. К имеющимся ста цилиндрам может добавиться еще 60.
16. Гексафторид урана хранится в таких вот цилиндрах объёмом около 700 литров.
17. По сути, это и есть Банк НОУ, в нем будут храниться такие же, только принадлежащие МАГАТЭ, цилиндры с гексафторидом урана, которые будут обнесены дополнительным ограждением.
Правовой статус банка
Планируется, что банк будет международным, и хранящийся в нем гексафторид урана будет находиться в собственности международной организации, которая занимается вопросами атомной энергии – МАГАТЭ. На УМЗ уже сейчас есть небольшой небольшое помещение, которое используется инспекторами МАГАТЭ как офис при проведении ежегодных верификаций находящихся на УМЗ ядерных материалов.
Зачем это нужно
Банк НОУ МАГАТЭ создается для поддержки развития атомной энергетики в развивающихся странах. Основной проблемой атомной энергетики является нераспространение ядерных материалов. Само по себе ядерное топливо не является опасным с точки зрения его использования в качестве атомного оружия, но некоторые технологии его изготовления могут быть использованы для изготовления высокообогащенного урана и плутония, которые являются основой атомной бомбы.
Поэтому, МАГАТЭ строго контролирует распространение и использование не только самих ядерных материалов, но и технологий по их изготовлению.
В то же время нужно постоянно обеспечивать атомные реакторы по всему миру топливом. В случае перебоев с загрузкой топлива в реактор возможны огромные материальные потери как для АЭС, так и для потребителей.
Обычно страны, развивающие атомную энергетику в качестве одного из основных видов энергетики, создают свой собственный полный топливный цикл, начиная от добычи природного урана и заканчивая изготовлением топливной сборки для реактора и утилизацией ядерных отходов. Таким путем пошли США, Франция, Россия.
Для остальных стран, имеющих атомные электростанции, но не располагающие полным топливным циклом, создаваемый МАГАТЭ Банк НОУ станет источником, из которого и будут осуществляться поставки топлива для обеспечения стабильной работы атомных реакторов. Таким образом, развивающиеся страны, заключив соглашение с МАГАТЭ, получат гарантированное обеспечение своих атомных станций топливом.
С другой стороны никакой коммерческой выгоды от размещения банка для Ульбинского металлургического завода нет, т.к. расходы по содержанию этого банка частично несет завод. В целом для страны – политические дивиденды, статус, закрепление признания Казахстана как страны, выступающей за мирный атом. Некоторые эксперты делали предположение, что размещение банка откроет путь Казахстану в Совет безопасности ООН в качестве временного члена.
И напоследок
В конце прошлой недели осталось незамеченным одно весьма важное для промышленности Казахстана событие. В Астане было подписано Соглашение между правительствами Казахстана и Канады о сотрудничестве в области мирного использования атомной энергии. Документ с непримечательным названием призван способствовать притоку новых технологий и дополнительных инвестиций в этот сектор. Не будем забывать, что наша страна находится на первом месте по добыче урана и на втором – по его природным запасам. В частности, Соглашение открывает дорогу для реализации совместного казахстанско-канадского проекта по строительству на базе УМЗ нового производства с использованием самых передовых технологий канадской компании CAMECO. Суммарные инвестиций в этот проект оцениваются в размере около 200 млн. долларов США. Новый завод по конверсии урана в Усть-Каменогорске планируют построить к 2018 году. То есть, в будущем Казахстан будет владеть практически всеми звеньям в цепочке ядерно-топливного цикла, сохраняя при этом статус неядерной державы.
