Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 435

Uran v roce 2021: Průvodce cenou, hodnotou a využitím komodity

Pro pochopení uranu jako obchodní komodity je důležité znát, jak se tento kov získává, jaké je jeho využití a jak se tato využití vyvíjela, které země produkují uran, co řídí jeho cenu a co říkají odborníci o jeho obchodování.

Fotogalerie (1)
Ranger 3, povrchový uranový důl v severní Austrálii (zdroj: Geomartin via Wikimedia (CC BY-SA 3.0))

Proč je uran cenný? 

Uran je stříbřitě bílý kovový prvek, který je tvárný, kujný, velmi hustý a přirozeně radioaktivní.

Dá se použít pro barvení skla a porcelánu i v několika důležitých průmyslových aplikacích, ale jeho hlavním dnešním využitím je štěpný materiál pro výrobu jaderného paliva pro elektrárny.

Jaderné elektrárny jsou mohutnými zdroji elektřiny, které z malého množství paliva dokážou vyrobit obrovské množství elektřiny - v tom jsou s jinými zdroji nesrovnatelné. Dnes je důležitější než kdy jindy i fakt, že vyrábějí elektřinu bez emisí skleníkových plynů a tedy bez ovlivňování globálního klimatu. I díky tomu se uran stává na světových trzích stále cennější komoditou.

Horníci po celém světě ročně vytěží asi 60 000 tun uranu. 

Hlavní použití uranu

Uranové palivo používané ve většině energetických jaderných reaktorů je obohaceno o izotop uranu 235, ale existují i typy reaktorů fungující na přírodním neobohaceném uranu. Při štěpné řetězové reakci se vyvíjí teplo, které lze použít k vytvoření páry pro pohon turbíny a výrobu elektrické energie. Uran se také používá k pohonu jaderných ponorek, letadlových lodí a ledoborců. Používá se také k výrobě jaderných zbraní. Ochuzený uran obsahuje mnohem méně izotopu uranu 235 než přírodní uran. Používá se např. pro výrobu kontejnerů a stínění před zářením, jako lodní zátěže, protizávaží či pro průrazné vojenské střelivo.

Kde se uran vyskytuje 

Uran obsahuje mnoho přírodních minerálů: uraninit (smolinec), karnotit, autunit, uranofan, tobernit, atd., celkem jich bylo popsáno asi 250. Uran se vyskytuje také ve fosfátových horninách, lignitu a monazitových píscích. Uranové rudy mají obvykle velmi nízké výnosy prvku mezi 0,1 % až 0,2 % a některé jsou v koncentraci nižší než 0,05 %. Kanadské doly Saskatchewan jsou výjimkou a mají výnosy více než 20 % uranu. Kvůli záplavám a obavám o životní prostředí je však budoucnost těžby v tomto regionu nejistá. 

Těžba uranu 

Těžba uranu ze země probíhá třemi metodami: otevřená důlní těžba, podzemní těžba a In-Situ Leaching - těžba loužením.

Těžba v otevřené jámě

Tato forma těžby zahrnuje použití těžké techniky k odstranění půdy a hornin na povrchu země a odkrytí cenných uranových rud těsně pod povrchem. Povrchové materiály, odpadní horniny se vyhrnují poblíž otevřené jámy. Poté se vykope do dolu řada stupňů, známých jako „lavičky“, aby se zpřístupnila uranová ruda. Někdy se staví silnice pro snadnější přístup nákladním automobilům a instalují se čerpadla k odvodu důlní vody. Otevřená těžba v jámě je levnější než podzemní těžba, více však poznamenává životní prostředí. Otevřené doly produkují obrovské množství odpadní horniny, která také obsahuje v malé koncentraci uran. Doly ohrožují nebezpečím kontaminace podzemních vod a vystavují horníky a blízké okolí prachu a radioaktivnímu plynu radonu. Těžba v otevřené jámě obvykle produkuje rudy s méně než 0,5% obsahem uranu a metody těžby fungují pouze pro hloubky do 150 metrů pod povrchem.

Podzemní těžba uranu

Hlubinné doly umožňují horníkům získat rudy, na které povrchové doly nedosáhnou. Běžnou důlní technikou horníci rozstřelují vrstvy rudy na čelbě a rudu pak přepravují na povrch. Podzemní doly mají menší ekologickou stopu než otevřené doly a produkují méně odpadních hornin. Kromě toho lepší ventilační systémy a techniky robotické těžby zlepšily bezpečnost novějších podzemních dolů.

Proces mletí uranu

Po vytěžení rozdrtí mlecí mlýny rudu na jemné fragmenty. Přidává se voda a poté kyselina sírová nebo alkalický roztok pro rozpouštění uranu z hornin. Roztok se filtruje a vzniká tzv. žlutý koláč. Výtěžnost procesu je obvykle 95 % – 98 % uranu z rudy. Další zpracovatelský závod pak uran obohacuje, aby jej připravil pro průmyslové použití.

Loužení uranu (leaching In-Situ)

Některá ložiska uranu jsou výhodná pro metodu tzv. loužení. Do vrtů se čerpá voda s hydrogenuhličitanem sodným nebo s kyselinou. Uran se v podzemí rozpustí a roztok se pak čerpá zpět na povrch. Úpravny pak vodu filtrují a uran separují. Loužení produkuje jen málo odpadních hornin a zanechává minimální ekologickou stopu. Horníci však musejí sledovat kontaminaci zvodní a zajistit likvidaci odpadních vod. Voda kontaminovaná louhem nebo kyselinou se nesmí dostat do podzemních vod mimo areál dolování, aby nekontaminovala vodu pitnou. Loužením se dnes doluje

asi 48 % veškeré těžby uranu, zatímco těžba v otevřených jámách a podzemních dolech představuje přibližně 47 % těžby. Zbývajících 5 % je získávání uranu jako vedlejšího produktu jiné těžby (např. fosfátů). 

Země produkující uran

Zde je deset zemí produkujících nejvíce uranu na světě (v tunách za rok):

 

 

 

 

#1

 

Kazachstán

24 575

#2

 

Kanada

14 039

#3

 

Austrálie

6 315

#4

 

Niger

3 479

#5

 

Namibie

3 654

#6

 

Rusko

3 004

#7

 

Uzbekistán

2 404

#8

 

Čína

1 616

#9

 

USA

1 125

#10

 

Ukrajina

1 005

Co ovlivňuje cenu uranu? 

Cena uranu na světových trzích je určena především těmito čtyřmi faktory:

Poptávka po jaderné energii

Globální zdroje dodávek

Globální zásoby

Makroekonomické faktory 

Poptávka po jaderné energii

Poptávka po jaderné energii pro výrobu elektřiny je největším určujícím faktorem cen uranu.

Zatímco země po celém světě hledají čistší alternativy k fosilním palivům, využití jaderné energie pro výrobu elektřiny získává větší uznání. Například ve Francii zajišťuje jaderná energie více než tři čtvrtiny výroby elektřiny. Poptávku však může zvýšit nebo snížit mnoho faktorů. Jedním z nich jsou náklady na fosilní paliva jako je uhlí a zemní plyn. Jejich zvýšení učiní jaderné elektrárny atraktivnějšími, zatímco při snížení atraktivita jaderné energie klesá. Dalším faktorem jsou environmentální zájmy. Více zemí přijalo jadernou energii, protože je vnímána jako ekologičtější technologie než spalování fosilních paliv. Pokud však dojde k nehodám, jako byl incident ve Fukušimě v roce 2011, pak by postoje veřejnosti k jaderné energii mohly poptávku ovlivnit. 

Globální zdroje dodávek

Rozhodnutí malé skupiny dodavatelů uranu mohou mít významný dopad na ceny. Tři země – Kazachstán, Kanada a Austrálie – poskytují asi dvě třetiny ročních dodávek uranu. Jen Kazachstán poskytuje asi 40 % světové produkce. Události v těchto zemích proto mohou mít nepřiměřený dopad na ceny. Rozhodnutí o výrobě státní výrobní společnosti Kazatomprom v Kazachstánu nebo firmy Cameco, druhého největšího producenta uranu na světě se sídlem v Kanadě, mohou mít velký vliv na spotové ceny uranu. Stejně jako rozhodnutí OPEC ovlivňují ceny ropy, rozhodnutí malé skupiny dodavatelů uranu mohou mít dopad na směřování cen. 

Globální zásoby

Mnoho energetických společností si vytváří zásoby uranu, resp. hotového uranového paliva, aby se jistily před narušením dodávek. Změny úrovní těchto zásob uranu mohou ovlivnit cenu komodity.

Když výrobci uranu sníží výrobu, energetické společnosti tyto zásoby čerpají. To vytváří napjaté dodávky a vede k vyšším cenám. Na druhé straně může zvýšení produkce výrobců uranu vést k nárůstu zásob a nižším cenám. 

Makroekonomické faktory

Zdraví a síla celkové ekonomiky mohou mít velký dopad na ceny uranu. Poptávka po elektřině často koreluje se silnou ekonomikou - křivka růstu životní úrovně obvykle kopíruje křivku růstu spotřeby elektřiny. Když jsou ekonomiky světa silné, průmyslová odvětví a spotřebitelé používají více elektřiny. Dokud bude jaderná energie rostoucím zdrojem energie pro výrobu elektřiny, měly by ceny uranu těžit ze silného hospodářského růstu. 

Znalecké posudky k uranu 

Analytici jsou ohledně cen uranu opatrně optimističtí. Od havárie ve Fukušimě v roce 2011, která vedla Japonsko k uzavření všech jaderných reaktorů, jsou ceny uranu ve volném pádu. Analytici se však domnívají, že pesimismus možná zašel příliš daleko: Jeden z nich vidí snížení nabídky předními výrobci jako katalyzátor vyšších cen: „(Snížení produkce) vysílá silný signál dodavatelům, že budoucí dodávky nejsou v žádném případě zaručeny při současných cenách uranu,“ (analytik BMO, Alexander Pearce). Další souhlasí a věří, že snížení nabídky by mohlo trh překvapit: „Toto je typ dodavatelského šoku, který podnítí sílu spotové ceny,“ (analytik Cantor Fitzgerald Rob Chang). 

Jak se vyvíjelo využití uranu v historii 

Civilizace používají uranové sloučeniny po staletí. Archeologové našli žluté sklo s 1% oxidem uranu ve starobylé římské vile poblíž Neapole v Itálii. V pozdějším středověku používali skláři k barvení skla uraninit extrahovaný ze stříbrných dolů. Chemici však uran formálně izolovali jako prvek až v 19. století. V roce 1789 objevil německý chemik Martin Heinrich Klaproth oxid uranu v uraninitu. I když věřil, že sloučenina obsahuje nový prvek, nedokázal jej sám izolovat. V roce 1841 se francouzskému chemikovi Eugène-Melchioru Péligotovi konečně podařilo izolovat čistý uran. V roce 1896 došlo k nejvýznamnějšímu vědeckému objevu týkajícímu se uranu. Francouzský fyzik Antoine Henri Becquerel umístil malé množství uranu na neexponovanou fotografickou desku a deska se zakalila.

Becquerel odvozoval, že tento jev způsobily neviditelné paprsky emitované z uranu. Tak Becquerel vlastně náhodou objevil radioaktivitu. Od roku 1934 prováděl fyzik Enrico Fermi práce, které vedly k vývoji jaderných reaktorů a počátku jaderného věku. První moderní využití uranu bylo ve válce. Spojené státy byly na pokraji války s Německem, když Fermi a jeho tým vědců vytvořili první jaderný reaktor.

Američtí vědci se obávali, že by Němci mohli vyvíjet vlastní bombu, tak urychlili vytvoření jaderné zbraně a použili ji v Japonsku v Hirošimě a Nagasaki během druhé světové války. Brzy poté následovaly eskalující závody v jaderném zbrojení mezi Sovětským svazem a Spojenými státy. Po druhé světové válce nastal rozvoj mírového využití uranu. Začátkem padesátých let v USA rozsvítila jaderná energie první čtyři žárovky a v r. 1954 začala fungovat první jaderná elektrárna v SSSR. V té době bylo hlavním zdrojem uranu belgické Kongo, později Československo. 

Pokud by vás zajímalo profesionální obchodování s uranem, klikněte sem:

How and Where to Trade Uranium: 2021 Investors Guide - Commodity.com

 

Zdroj: Uran v roce 2021: Průvodce cenou, hodnotou a využitím komodity (https_commodity.com)

(red)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Vývoj ruského tolerantního paliva

Ruská korporace pro atomovou energii Rosatom dokončila druhou etapu vývoje ruského tolerantního paliva, díky kterému jaderné elektrárny dosáhnou nové úrovně bezpečnosti.

Centrální solenoid: schopen bez vady

Poté, co prošel řadou přísných testů, získal první ze sedmi modulů supravodivých magnetů, které budou tvořit „pulsující srdce“ mezinárodního fúzního ...

Jak se svět připravuje na příval vysloužilých Li-Ion baterií

Lithium-iontové akumulátory patří k nejvyužívanějším typům baterií na světě. S očekávaným boomem elektromobility však jejich produkce výrazně poroste, čímž bude ...

Akumulační teplárna Skupiny ÚJV

Světová spotřeba energie a tepla roste a díky plánům na snižování emisí CO2 se do výroby zapojuje stále více obnovitelných zdrojů energie (OZE).

Přehřívání měst řeší zeleň

Vydlážděná či vybetonovaná prostranství a minimum zeleně. To je problém, který trápí řadu měst. Taková místa totiž akumulují obrovské množství tepla, jež následně vyzařují.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail