Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 402

Rusko staví další závod na zpracování ochuzeného uranu

Ochuzený uran je produktem z výroby jaderného paliva. Palivo pro většinu současných štěpných jaderných reaktorů se vyrábí z obohaceného uranu, kdy se např. procesem plynové difuze nebo na centrifugách zvyšuje obsah izotopu 235U v izotopové směsi. V přírodním uranu je 235U kolem 0,7 %, pro energetické reaktory se zvyšuje zhruba na 3 % - 4 %. Po obohacovacím procesu zbyde ochuzený uran s obsahem asi 0,2 % - 0,4 % 235U, což je hluboko pod úrovní, kdy by mohla nastat řetězová štěpná reakce. Při obohacování se většinou používá uran ve formě hexafluoridu (UF6), zbyde tedy ochuzený hexafluorid uranu (značí se DUHF nebo DUF6). Defluorizací se transformuje do chemicky bezpečného stavu práškovitého oxidu uranu, který se může dlouhodobě skladovat bez nebezpečí pro životní prostředí. Oxid chuzeného uranu se také používá pro výrobu MOX - uranovo plutoniového paliva pro rychlé množivé reaktory.

Fotogalerie (1)
Z ochuzeného uranu se také vyrábí munice. Munice Mark 149 Mod 2 20mm na palubě USS Missouri. (Autor: Phan Brad Dillon, Navy, Zdroj: Wikimedia Commons, Public Domain)

V souladu s plány na snížení zásob ochuzeného uranu (depleted uranium hexafluoride, DUHF nebo DUF6) plánuje ruský výrobce jaderného paliva, společnost TVEL, vybudovat nový závod na zpracování ochuzeného uranu. Za tím účelem byla uzavřena mezi Ústředním projektovým a technologickým ústavem (TSPI) a Uralským elektrochemickým závodem (UECP) v Novouralsku ve Sverdlovské oblasti dohoda na vypracování projektové studie závodu na defluorizaci ochuzeného uranu s pomocí ruského procesu v Novouralsku. Podobný závod je již v provozu v Elektrochemickém závodě (ECP) v Železnogorsku v Krasnojarské oblasti. Tento závod byl uveden do provozu v roce 2009 a používá technologii francouzské firmy Areva NC, tj. pyrohydrolýzovou metodu k přeměně ochuzeného uranu na kyselinu fluorovodíkovou a práškový U3O8, který lze použít k výrobě nového paliva pro rychlé reaktory. Roční kapacita závodu je 10 000 t. Úspěšný provoz železnogorského závodu vedl k rozhodnutí postavit druhý závod a k uzavření kontraktu s francouzskou společností Orano Projects (nástupce Arevy). Uvedení druhého závodu do provozu se plánuje na rok 2023. Roční kapacita bude zvýšena na 20 000 t. Defluorizace přemění hexafluorid uranu UF6 na práškový oxid uranu, který může být skladován v otevřeném prostoru bez rizika pro životní prostředí a může být dále využit k výrobě nového směsného uran-plutoniového oxidového paliva MOX pro ruský rychlý reaktor BN-800. 

Rusko již má 1 milion tun ochuzeného uranu 

Za více než 10 let již zpracoval závod ECP více než 100 000 tun ochuzeného uranu a fluorovodíkové produkty byly certifikovány a úspěšně zavedeny na trh. Od roku 2011 bylo více než 52 000 tun kyseliny fluorovodíkové a přes 10 000 t bezvodého fluorovodíku prodáno spotřebitelům jako komerční produkt chemického průmyslu. Závod ECP odebírá ochuzený uran ke zpracování i od jiných ruských podniků, včetně Angarského elektrochemického kombinátu. Zahájení provozu nového závodu významně zvýší kapacitu zpracování ochuzeného uranu. V Rusku se dosud nahromadil cca 1 milion tun ochuzeného uranu, z čehož se velká část skladuje v ocelových kontejnerech na venkovních platformách při obohacovacích závodech. 

Jiná použití ochuzeného uranu a případná rizika 

Ochuzený uran, který má vysokou hustotu a vysoký bod tavení, se může použít i k jiným účelům, jako například ke stínění vůči rentgenovému a gama záření v lékařství, jako protizávaží a při používání gyroskopů v letectví a stavbě lodí. Oxidy uranu mají elektrické a elektronické vlastnosti stejné nebo mnohem lepší než vlastnosti konvenčních polovodičových materiálů Si, Ge a GaAs. Je tedy možné je využít pro novou, výkonnější třídu polovodičů. Mají vlastnosti, které by jim mohly poskytnout výrazně lepší výkon než mají běžné vodivé materiály: provoz při podstatně vyšších teplotách, při vyšší radiaci a v silných elektromagnetických polích, což znamená, že mohou být vhodnější pro použití v nebezpečných prostředích, např. ve vesmíru. Oxidy uranu mají rovněž vysokou účinnost a dlouhodobou stabilitu při použití v chemii ke zničení těkavých látek organických sloučenin ve srovnání s některými komerčními katalyzátory, jako jsou drahé kovy, TiO2 a Co3O4.

Z hlediska zdravotních účinků nepředstavuje ochuzený uran problém, pokud se nedostane dovnitř těla. Externí ozáření je zanedbatelné, protože uran je alfa zářič. Alfa částice cestují vzduchem jen na vzdálenost několika centimetrů a zastaví je i pouhý list papíru, nebo oděv či pokožka. Zbytkový izotop 235U vydává malé množství nízkoenergetického záření gama. Ovšem jestliže se uran dostane do těla příjmem s potravou nebo vdechnutím, je zde potenciální ohrožení jeho chemickou toxicitou (těžký kov) nebo radiotoxicitou. Dva nejohroženější orgány jsou plíce a ledviny. Při vdechnutí alfa částice poškodí plicní tkáň, protože ta není chráněna pokožkou. Záleží ovšem na množství a délce expozice. Pokud se uvolní hexafluorid ochuzeného uranu (DUF6) do atmosféry, mohou být sloučeniny uranu a plynný fluorovodík (HF), které vznikají reakcí s vlhkostí ve vzduchu, chemicky toxické.

Zdroje:

https:// www.neimagazine.com/news/russia-to-build-an-additional-facility-to-process-dufh-8080917

https://web.evs.anl.gov/uranium/index.cfm

Václav Vaněk
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Mikrobi spali sto milionů let - a vzbudili se

Před sto miliony let, dlouho předtím, než se po planetě potuloval Tyrannosaurus rex, pohřbilo oceánské dno společenství mikrobů. Čas plynul, kontinenty se posouvaly, oceány rostly a zase se zmenšovaly, na Zemi ...

Den s experimentální fyzikou 2020

Den s experimentální fyzikou patří mezi populární akce pořádané Fyzikálním korespondenčním seminářem - FYKOS. Každoročně nabízí účastníkům pohled ...

Generace Z: Jak změní pracovní trh nástup studentů, kteří žijí on-line?

Na trh práce přichází generace Z – mladší, průbojnější a „modernější“ než jejich předchůdci, mileniálové. Co nového lidé narození po roce 1995 firmám nabízejí?

Průkopnický tokamak TFTR

Americká jaderná společnost (ANS, The American Nuclear Society), přední americká organizace na podporu jaderné vědy, propůjčila čestný titul „Historický mezník ve výzkumu jádra“ ...

Stavba druhého štěpného reaktoru na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT má zelenou

Na začátku listopadu vydal Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB) Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze (FJFI) povolení k umístění podkritického reaktoru VR-2.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail