Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 556

Uran v ČSSR

Vše kolem těžby uranu bylo v létech 1945 – 1989 pečlivě tajeno. Uranový průmysl (UP) byl v naší zemi státem ve státě pod velmi pečlivým dohledem STB a KSČ. Od roku 1945 až do r. 1990 byla moc v UP soustředěna v rukách smíšené česko-sovětské komise. UP byl záměrně izolovaným resortem, a dokonce i kontrolní činnost Báňského úřadu, který v celé ČSSR dozoroval hornickou činnost, byla v UP omezena. To mělo za následek porušování i tehdejších měkkých předpisů bezpečnosti práce. Souhrnné ekonomické údaje se úzkostlivě tajily až do roku 1989. Uveďme některá důležitá fakta.

Fotogalerie (3)
Na čelbě uranového dolu Rožná v hloubce 1000 m (foto MD)

Na našem území se kutalo v uranových rudách už od středověku, např. na Jáchymovsku, kde se těžilo, olovo, stříbro, cín a arzén. Uranovou rudu horníci dobře znali a správně ji spojovali s Jáchymovskou nemocí (rakovinou plic), vyhýbali se jí a říkali jí pechblende – smolinec. Dnes víme, že hlavní příčinou zdravotních potíží byl radioaktivní plyn radon, správněji až jeho rozpadové produkty. Inertní plyn totiž po vdechnutí zase prakticky vydechneme, ale ne už jeho rozpadové produkty, které jsou chemicky reaktivní, elektricky nabité a vážou se na prach. Usazují se na rozvětveních průdušnic a pak ozařují dlouhodobě tkáň zevnitř. Toto nebezpečí bylo významně sníženo až účinným odvětráváním dolů, které se začalo zavádět v sedmdesátých létech.

Uran ve sklářství a v medicíně

V 19. století se začaly z rudy získávat i sloučeniny uranu  pro barvení skla a porcelánu (vzniká tak žluto-zeleně fluoreskující sklo a žádaný růžový porcelán) a také pro barvení glazur dlaždiček. (Dnes už je na našem území jen jediná sklárna, která ještě vyrábí uranové sklo: Lasvit Ajeto v Lindavě.) Kovový uran se průmyslově na našem území nevyráběl. V roce 1898 se podařilo M. Sklodovské Curie a jejímu manželu Pierrovi objevit v jáchymovské rudě z dolu Joachimstal nový  prvek - radium (Ra). Byl miliónkrát radioaktivnější než uran. Tyto práce přinesly Marii a Pieru Curie Nobelovu cenu již roku 1903 za fyziku a pak po izolaci Ra (a také polonia) M. S. Curie za chemii. Když se radium začalo v lékařství používat k léčbě nádorů (ale bohužel i k některým módním a nešťastným výstřelkům – např. radioaktivní zubní pasta a další kosmetika, radioaktivní ve tmě svítící barvy), v Jáchymově začala éra izolace sloučenin radia (1 tisícina gramu radia z 10 tun rudy uranu). Radium se později často používalo ve formě kovových jehel. Sloučenina radia byla uzavřena v kovovém chemicky velmi odolném pouzdru tvaru jehly. Jehly se zaváděly přímo do těla, do cíleně ozařované tkáně (více najdete pod heslem brachyterapie na Wikipedii).

Uran ve válce

Za druhé sv. války Američané ukázali, že z uranu nebo z něho v jaderném reaktoru připraveného plutonia (Pu), se dá vyrobit strašná nukleární bomba. A tak Stalin a Sověti dostali obrovský hlad a chuť po uranu. Proto již s Rudou armádou v r. 1945 přijeli sovětští geologičtí, horničtí a političtí specialisté do Jáchymova. V onu chvíli byly jáchymovské doly jedinými doly na uran v Evropě (což se ale pak rychle změnilo). Už na podzim roku 1945 za nás podepsal premiér Z. Fierlinger s vědomím prezidenta E. Beneše tajnou mezistátní dohodu o monopolu SSSR na odběr uranové rudy (později už šlo o koncentrát – tzv. žlutý koláč, diamonium uranát). Už v r. 1947 se významnějším dodavatelem uranu pro SSSR stala NDR s bohatšími nalezišti na jejich straně Krušných hor a později i jinde. Pro zvýšení naší těžby uranu v prvních poválečných létech dělal Sovětský svaz téměř vše. Do Jáchymova byli ze SSSR (to odporovalo mezinárodním humanitárním dohodám) posláni němečtí váleční zajatci (v r. 1947 jich byly 4 tisíce). Sověti chtěli na Jáchymovsko přesídlit i 53 tis. svých občanů. To naše vláda odmítla. Vyjádřeno penězi (vzhledem k bezprostředním nákladům těžby), byl uran vyvážen ve čtyřicátých a padesátých létech se ziskem. Jeho cena ale klesala, v pozdějších létech byl UP ve ztrátě a byl štědře dotován státem. SSSR platil často zbraněmi a vojenskou technikou místo penězi.

Intenzivní těžba a průzkum

Jáchymovské doly se brzy blížily vytěžení, a tak intenzivním průzkumem v Čechách a na Moravě byla nalezena další ložiska, na nich byla prováděna průzkumná těžba a průzkum zpracování místní rudy. Neperspektivní ložiska byla opuštěna (např. blízko Prahy - Ves pod Pleší, na žel. trati Praha - Mníšek –Dobříš, nebo Medvědín v Krkonoších, který byl zkoumán v r. 1948). V perspektivních se těžilo:
1) Hornoslavkovský rajón,
2) významný Příbramský rajón (Bytíz, Kamenná)
3) Zadní Chodov – vojen. prostor Prameny,
4) Zálesí v Rychlebech,
5) Okrouhlá – Radouň u Jindřichova Hradce,
6) Rožná u Dolní Rožínky u Bystřice pod Perštejnem (nejdéle těžený důl, až do r. 2017), a
7) konečně naše nejbohatší ložisko (odhadované zásoby uranu činí 200 000 tun) v severočeské křídě: Stráž pod Ralskem – Hamr na Jezeře – Osečná – Kotel – Mimoň.

Nástupcem UP se v 90-tých létech stalo Diamo (název je odvozen z diaminouranátu), které se nyní stará o sanace po důlní činnosti nejen uranových dolů.

Kolik uranu se vytěžilo a vyvezlo do SSSR (1945 – 1989)

Zde jsou dochované údaje z našich významných průmyslově dobývaných ložisek:

1) Příbramský revír 48 400 tun (těžba byla ukončena v r. 1992),

2) Doly u Dolní Rožínky 25 000 tun (těžba byla plánována do r. 2007, ale udržela se do r. 2017)

3) Oblast severočeské křídy pod Ralskem 15 000 tun (zásoby 200 000 tun),

4) Jáchymovsko 7 000 tun,

5) Zadní Chodov, vojen. prostor Prameny 4 100 tun,

6) Hornoslavkovská oblast 2 700 tun,

7) Zálesí v Rychlebských horách 400 tun.

Tedy celková suma vychází na 102 600 tun uranu.

Spočítejme si, kolik to je

Jak velký kus kovu to představuje? 1 tuna U (hustota 19 g/cm3) je krychle o hraně jen 38 cm. Výše zmíněných více než sto tisíc tun by byla krychle o hraně cca 18 m.

Na kolik let by vystačil Temelínu? V jednom temelínském reaktoru (výkon přes 1 MWel) se musí ročně obměnit 23 tun U (ano, obměnit, zdaleka se všechen nespotřebuje, protože jen menší část štěpitelného 235U byla rozštěpena). Zde jde ale o uran obohacený na  koncentraci izotopu 235U z přírodních 0.7 % na 4,2 %. Takže k výrobě 23 tun paliva pro jadernou elektrárnu je potřeba 160 tun přírodního uranu. Takže celkově u nás vytěžený uran by vystačil na 320 roků provozu celé nynější Temelínské elektrárny (2 reaktory) a to bez přepracování použitého jaderného paliva.

Zvláštnosti těžby uranu pod Ralskem

Od 40-tých až do začátku 60-tých let měli geologové za to, že hledat uran v křídových pískovcích nemá význam. Až objev ložiska u Pirny (NDR) s podobnou geologickou stavbou jako má naše oblast u Ploučnice se stal inspirací pro naše geology a v r. 65 se začalo s hloubením dvou průzkumných šachet. Hloubení šachet v našich geologických podmínkách bylo ale spojeno s řadou potíží, které vyústily v několik smrtelných příhod. Jen velmi obtížně se překonávaly silně zvodněné vrstvy křídových pískovců – svrchní turonský a spodní cenomanský (to je ten uranonosný) obzor. Obě vrstvy jsou odděleny nepropustným jílovitým vápencem tloušťky 30 m – 50 m. Vody v cenomanské vrstvě jsou pod vysokým tlakem, tzv. artézské vody. Vytěžená ruda vypadala neatraktivně – šedý bahnitý písek – žádné, ani pod mikroskopem viditelné uranové minerály. Navíc oproti ložisku u Pirny byl uran z našich rud jen obtížně loužitelný. Obtíže s klasickou hornickou těžbou v těchto našich podmínkách vedly k rozhodnutí experimentálně vyzkoušet tzv. hydrochemickou těžbu (praktikovanou v Jihoafrické republice, ale v podstatně jiných podmínkách). Trubkami – pažnicemi - se vtláčela kyselina sírová + menší množství kys. dusičné + ještě menší množství kys. fluorovodíkové do cenomanské vrstvy v hloubce kolem 200 m. Jinými pažnicemi na jiném místě se čerpaly na povrch rozpuštěné roztoky uranu a dalších prvků – zde byl významným obsahem ceněný kov zirkonium, který byl také zčásti příčinou obtížné loužitelnosti uranu na tomto ložisku (proto ta hrozivá směs kyselin). Ekonomie této těžby se zdála být zpočátku velmi příznivá, jenže se vůbec nedoceňovaly náklady na pozdější nutnou likvidaci a průběžné problémy s ekologickými dopady. Kupř. z důvodu nekvalitní výstroje vrtů došlo k propojení cenomanského a turonského obzoru a tím ke kontaminaci původně pitných turonských vod.

Za těžební období bylo do podzemí vtlačeno ohromujících 3 734 704 tun H2SO4, 270 054 tun HNO3 a 25 093 tun kyseliny fluorovodíkové HF.

K ekonomice naší těžby uranu

K tomu, co bylo napsáno výše, přidejme některé důvody, proč byla těžba u nás neekonomická.

1) Ve světě se uran netěžil ve větších hloubkách než 500 m, u nás běžně. V Příbrami až z hloubky 1 682 m, v Rožné přes 1 000 m.

2) Průzkumné práce byly špatně plánované a byla porušována jejich etapovitost. To vedlo k neefektivnímu zakládání šachet s malými zásobami a krátkou životností, což velmi prodražovalo těžbu.

3) V UP (ve srovnání se zahraničím) byla veliká přezaměstnanost.

4) Těžené rudy nejsou obyčejně jen uranové, ale polymetalické, a často se vyplatí izolovat i další prvky. Jáchymovské a hornoslavkovské rudy obsahovaly významné množství kobaltu, niklu, bizmutu i stříbra, cínu a wolframu. Rudy z Rychlebských hor obsahovaly vysoké koncentrace mědi, roztoky čerpané ze severočeského ložiska obsahovaly vysokou koncentraci zirkonia. Zirkonium (Zr)  je ceněný kov mající výborné mechanické vlastnosti a vynikající chemickou odolnost, navíc (je-li čisté, tj. neobsahuje-li hafnium) nezachytává neutrony a je vynikajícím konstrukčním materiálem pro stavbu jaderných reaktorů. 95% Zr se využije v jaderném průmyslu (temelínský reaktor obsahuje 150 000 m trubek ze slitiny Zircaloy (97 % Zr), ale vyrábí se z něho i vnitřky chemických reaktorů, dále elektrické supravodiče silných magnetů magnetických rezonancí v nemocnicích a ještě umělé implantáty do našich opotřebovaných těl. Protože SSSR stál jen o uran, tyto doprovodné kovy se neizolovaly. Exploatace a izolace Zr byla sice navržena a vyzkoušena, nebyla ale realizována. V roce 2000 se cena uranu pohybovala na světových trzích mezi 1 100 – 1 400 Kč/kg. Uran na hamerském ložisku se těžil za 2 700 Kč/kg (a v tom ještě nejsou náklady sanace těžby). K významnému celosvětovému útlumu těžby štolovým způsobem došlo kolem r 2000 po otevření velkých a bohatých dolů na uran bezkonkurečně levným povrchovým lomovým způsobem v Austrálii, Kanadě, USA.

Z dnešního pohledu tu také máme významné stavby vybudované UP a přitom nesouvisející s uranem: 50 km dlouhý štolový přivaděč Želivka (Švihov) – Praha. 11 km pražské stoky K, některé tunely pražského metra, velkoprofilové obtokové štoly vodního díla Dalešice a další.

K další četbě s obrázky lze doporučit: František Lepka: Český uran, Vydalo nakladatelství Květa Vinklátová – KNIHY 555, v Libereci 2003.              

Jedna moje vzpomínka

V roce 2016 jsem byl poprvé u pramene Ploučnice. Byl jsem opravdu jat romantikou výjevu. Pramenem (oficiálním a dobře přístupným) je lesní krásné čisté jezírko, z kterého už na tomto místě odtéká malá, ale bystrá říčka. A jezírko tehdy bublalo – úžasná romantika. Letos jsem tam byl znovu a na ten pohled se velmi těšil. Ale co to? Vše bylo krásné jako tehdy, jen hladina byla klidná, žádné romantické bublání se nekonalo. A teprve pak mi to došlo. V roce 1994 se přestalo s vtlačováním kyselin do podzemí, ale ještě minimálně do roku 2019 se dočerpávaly kyseliny s uranem a zirkoniem z podzemí v režimu sanace. Letos jsem ale všechny pažnice v krajině viděl uzavřené a už nečerpané. Tudíž: to bublání z roku 2016 bylo způsobeno ještě dole kolujícími kyselinami, které narážely na uhličitany (vápence apod.), rozkládaly je a uvolňovaly oxid uhličitý, který prorážel dnem jezírka a romanticky bublal! Vida, uhlíková stopa tohoto způsobu těžby.

Libor Havlíček

(red)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Podmořský život u Velikonočního ostrova

Podmořský horský řetězec u Rapa Nui, známý také jako Velikonoční ostrov, hostí úžasnou řadu hlubokomořských druhů. Expedice na hřeben Salas y Gómez u Rapa Nui v Tichém oceánu ...

Tajemství radioaktivního promethia

Pomocí nové metody odhalili vědci klíčové vlastnosti radioaktivního promethia, prvku vzácných zemin. Stalo se tak až téměř osm desetiletí poté, co byl tento nepolapitelný prvek vzácných zemin objeven.

Vesmírná robotika se připravuje k explozivnímu růstu

Před pěti lety NASA zahájila misi jako vystřiženou ze sci-fi trháku. Nasadily robotický systém Astrobees na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), který zde pomáhá astronautům s opravami a údržbou.

Chytré meteostanice ve školách

Základní školy na Praze 4, Filosofská a Školní, se mohou pochlubit unikátním projektem monitoringu mikroklimatu a škodlivých látek v ovzduší.

Jsme genetická mozaika

Ve studii, kterou vedli Jan Korbel z Evropské laboratoře molekulární biologie (EMBL) a Ashley Sandersová z Berlínského institutu pro biologii lékařských systémů Centra Maxe Delbrücka ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail