Совершенно недавно я закончил цикл статей Бориса Марцинкевича "Сага о Росатоме" в которых он рассказывал о технологиях в атомной энергетике. Кому интересно, начало здесь: Сага о Росатоме (Часть 1)
В конце цикла автор предложил спуститься под землю и посмотреть как непосредственно добывается и перерабатывается уран. Непосредственно в этом цикле мы и рассмотрим эти технологии.
Поехали....

Ядерный топливный цикл.

Скажу сразу: пишу не для специалистов, которые, без сомнения, без труда увидят попытки упрощения, недоговоренностей, неполное раскрытие технических деталей — они есть, их немало. Но пишется это не для спецов, не для знатоков.
Вот чем окончился первый цикл "Сага о Росатоме": "Ведь прежде чем стать топливом для АЭС, урановая руда должна проделать путь из недр земли на поверхность, добраться до заводов по обогащению, по пути превратившись в газообразный гексафторид урана, после обогащения — стать главной частью тепловыводящей сборки. Каждый этап этого пути стоит денег, требует технологий.
Почему тогда я начал именно с обогащения?
Обогащение — это 60% цены топлива для АЭС, так что самый большой кусок мы уже рассмотрели. Вот отдышусь от такого неожиданно большого объема напечатавшегося текста — и попробуем глянуть на оставшиеся 40%.
Хватит любоваться красивыми корпусами центрифуг и их каскадами — пора лезть под землю!.."

Как всегда присутствует Сарказм с большой буквы))
Название серьезное, тема – серьезная вдвойне, но давайте попробуем не забывать великого Олега Янковского в роли Мюнгхаузена: «Улыбайтесь, господа, улыбайтесь! Все глупости на Земле совершаются с серьезным выражением лица!»

Давайте сначала от печки – наверняка ведь уже запамятовали, что да как. ЧТО горит в реакторе АЭС? Можно ответить одним словом – уран, а можно чуточку подробнее: горит изотоп урана с атомным весом 235. У 99,27% природного урана в ядре 238 протонов с нейтронами, и этот уран спокоен и стабилен – период полураспада у него, чтобы мало не показалось, без малого 4,5 миллиарда лет.
Но, как и во всяком солидном, консервативном сообществе, имеется в уране и своя «оппозиция», она же – «пятая колонна». Что отличает оппозиционеров от позиционеров в политике?
А) их мало;
Б) они нервные, на месте им не сидится, вечно чего-то суетятся и не понять, чего хотят.
Уран – элемент природный, потому и у него все как у нас, человеков.
Среди массы урана вечно есть «недовольные» — атомы, которым досталось протонов и нейтронов меньше, чем положено. У физиков есть для них специальное слово – изотоп. В случае урана речь идет об изотопе урана-235 – атомы, которых природа обидела на 3 частицы.
Нервные.
Недовольные.
Готовые распаться-разделиться на еще более мелкие куски. Ну, натуральная оппозиция, хоть ты тресни! Это про уран-235 нам рассказывали в школе, когда вбивали в неокрепшие умы понятие «цепной реакции». Помните? «Нейтрон шмякнул по атому, выколотил из него сразу два нейтрона, те понеслись дальше, шмякнули уже по двум атомам, выколотили уже четыре…» Это про уран, но не про весь, а только про уран-235.
Уран-238 ведет себя как толстенный чинуша от «Единой России»: вокруг бегают, суетятся, орут нехорошими голосами какие-то мелкие людишки, а ему – по барабану, он «в поряде».
И в реакторе АЭС уран-238 ведет себя, как напарник Шурика на стройке в исполнении Смирнова: присутствует, но не участвует. Не, ну не так, чтобы абсолютно – случается, что его из равновесия выведут, но об этом еще поговорим. Случается. Но редко.
Чтобы уран «горел» в реакторе АЭС, в нем должно быть около 4% урана-235. потому уран природный и обогащают: искусственным образом нагоняют в уран «мелочь пузатую», готовую не просто трудиться, а в буквальном смысле гореть на работе.
Надеюсь, кто да как обогащает, еще не забыли?
Обогатили, запихнули в реактор. Уран-238 – присутствует, но не участвует, уран-235 – «горит».

Теперь давайте посмотрим на то же самое, но с точки зрения кошелька – то бишь экономики.
Вот из шахты или карьера выволокли гору урановой руды, в которой самого урана – считанные проценты. Вот руду переработали, получив горы отвалов, в которых ни черта нет и — щепотку урана. Приволокли его на обогащение, соединили с фтором, загнали в центрифугу № 1. Там – 99,3% урана-238 и 0,7% урана-235.
Центрифуга № 1 накрутила разделительной работы и – условно – в центрифугу № 2 пришла смесь из 99,2% урана-238 и 0,8% урана-235.
В центрифуге № 1 при этом остался практически чистый уран-238, который, собственно говоря, никому не надо. Выгрузили и свалили в «хвост». Тем временем центрифуга № 2 довела содержание урана-235 до 0,9% и передала его дальше. А в ней, елки-палки, снова остался никому ненужный уран-238. Выгрузили – и тоже туда же – в «хвост».
С точки зрения экономики – откровенный бардак.
Руду добывали, зарплаты платили, механизмы амортизировали, руду чистили от шлаков, электричество тратили, топливо жгли… И – горы урана-238 вокруг центрифужных производств.