En yüksek uranyum - Peak uranium

Zirve uranyum , maksimum küresel uranyum üretim hızına ulaşıldığı zaman noktasıdır . Bu zirveden sonra, Hubbert zirve teorisine göre , üretim hızı bir terminal düşüşe girer. Uranyum kullanılan iken nükleer silahlar , birincil kullanımı yoluyla enerji üretimi için olan nükleer fisyon ait uranyum-235 izotopunun bir de nükleer güç reaktörünün . Fisyonlanan her kilogram uranyum-235, kimyasal reaktanlardaki kütlesinin milyonlarca katına eşdeğer enerjiyi, 2700 ton kömür kadar enerjiyi serbest bırakır , ancak uranyum-235, doğal uranyum kütlesinin yalnızca % 0.7'sidir . Uranyum-235, sonlu, yenilenemez bir kaynaktır .

Yetiştirici reaktör teknolojisindeki ilerlemeler , mevcut uranyum rezervlerinin insanlığa milyarlarca yıl boyunca güç sağlamasına ve böylece nükleer enerjiyi sürdürülebilir bir enerji haline getirmesine izin verebilir . Bununla birlikte, 2010'da Uluslararası Bölünebilir Malzemeler Paneli, "Altmış yıldan ve on milyarlarca dolara eşdeğer harcamadan sonra, damızlık reaktörlerin vaadi büyük ölçüde yerine getirilmedi ve çoğu ülkede bunları ticarileştirme çabaları istikrarlı bir şekilde kesildi. " Ancak 2016 yılında, Rus BN-800 hızlı nötron üreme reaktörü , önceki BN-600'e katılarak ticari olarak tam güçte (800 MWe) üretime başladı . 2020 itibariyle, Çin CFR-600 , BN-800'e dayalı Çin Deneysel Hızlı Reaktörünün başarısından sonra yapım aşamasındadır . Bu reaktörler şu anda yeni yakıttan ziyade çoğunlukla elektrik üretiyor, çünkü mayınlı ve yeniden işlenmiş uranyum oksitin bolluğu ve düşük fiyatı üremeyi ekonomik olmaktan çıkarıyor, ancak gerektiğinde yeni yakıt türlerine geçebilir ve döngüyü kapatabilirler .

M. King Hubbert , 1956'da kömür, petrol ve doğal gaz gibi çeşitli sınırlı kaynaklar için zirve teorisini yarattı. O ve o zamandan beri diğerleri, nükleer yakıt döngüsü kapatılabilirse, kullanılabilirliği ile ilgili olarak uranyumun yenilenebilir enerji kaynaklarına eşdeğer olabileceğini savundu. Yetiştirme ve nükleer yeniden işleme, potansiyel olarak doğal uranyumdan en büyük miktarda enerjinin çıkarılmasına izin verecektir. Bununla birlikte, şu anda yalnızca küçük bir miktar uranyum plütonyuma dönüştürülmekte ve dünya çapında nükleer atıklardan yalnızca az miktarda bölünebilir uranyum ve plütonyum geri kazanılmaktadır. Ayrıca nükleer yakıt döngüsündeki atıkları tamamen ortadan kaldıracak teknolojiler henüz mevcut değil. Yana nükleer yakıt çevrimi etkin bir kapalı değil, Hubbert zirve teorisi geçerli olabilir.

Gelecekteki yüksek dereceli uranyum üretimine ilişkin karamsar tahminler, ya zirvenin 1980'lerde gerçekleştiği ya da 2035 civarında ikinci bir zirvenin gerçekleşebileceği tezine dayanıyor.

2017 itibariyle, 130 ABD$/kg olarak geri kazanılabilir tanımlanmış uranyum rezervleri 6,14 milyon tondur (2015'teki 5,72 milyon tona kıyasla). 2017'deki tüketim oranında, bu rezervler 130 yıldan biraz fazla arz için yeterlidir. 2017 itibariyle 260 ABD Doları/kg olarak geri kazanılabilir tespit edilen rezervler 7,99 milyon tondur (2015'teki 7,64 milyon tona kıyasla).

Nükleer yakıt tedariğine ilişkin iyimser tahminler, üç olası senaryodan birine dayanmaktadır. Dünyadaki reaktörlerin %80'inden fazlası Hafif Su Reaktörleri (LWR'ler) olduğundan, hiçbiri şu anda ticari olarak uygun değildir :

1. LWR'ler uranyum yakıtlarının yalnızca yüzde birinin yaklaşık yarısını tüketirken, hızlı üretici reaktörler yüzde 99'a yakın tüketecek.
2. U'nun mevcut rezervleri yaklaşık 5,3 milyon tondur. Teorik olarak, deniz suyundan mevcut uranyum fiyatının yaklaşık 10 katı olan 4,5 milyar ton uranyum elde edilebilir. Şu anda yüksek hacimli ekstraksiyon için pratik yöntemler mevcut değildir.
3. Uranyum kaynakları tükendiğinde toryum (uranyumdan 3-4 kat daha bol) kullanılabilir. Bununla birlikte, 2010 yılında, Birleşik Krallık Ulusal Nükleer Laboratuvarı (NNL), kısa ve orta vadede, "... önemli bir finansal yatırım ve net faydaları olmayan risk gerektirir” ve faydaların “abartılı olduğu” sonucuna varmıştır.

Bu tahminler gerçeğe dönüşürse, nükleer yakıt arzını önemli ölçüde artırma potansiyeline sahip olacaktır. Şu anda, onlarca yıllık araştırmaya rağmen, işletmede ticari olarak pratik bir toryum reaktörü bulunmamaktadır.

İyimser tahminler, arzın talepten çok daha fazla olduğunu iddia ediyor ve zirve uranyumu öngörmüyor.

Hubbert'in zirvesi ve uranyum

Nükleer reaktörlerde kullanılan uranyumun bölünebilir izotopu olan Uranyum-235, cevherden elde edilen uranyumun yaklaşık %0.7'sini oluşturur. Doğrudan nükleer güç üretebilen doğal olarak oluşan tek izotoptur ve sonlu, yenilenemez bir kaynaktır. Bulunabilirliğinin, M. King Hubbert'in pik petrolü tanımlamak için geliştirilen pik teorisini takip ettiğine inanılmaktadır . Hubbert, petrolü yakında tükenecek bir kaynak olarak gördü, ancak uranyumun bir enerji kaynağı olarak çok daha fazla umut vaat ettiğine ve o zamanlar yeni teknolojiler olan damızlık reaktörlerin ve nükleer yeniden işlemenin uranyumun bir güç kaynağı olmasına izin vereceğine inanıyordu. çok uzun bir süre. Hubbert'in öngördüğü teknolojiler, uranyum-235'in tükenme oranını önemli ölçüde azaltacaktır, ancak yine de "tek geçiş" döngüsünden daha maliyetlidirler ve bugüne kadar yaygın olarak kullanılmamışlardır. Bu ve deniz suyu çıkarma gibi diğer daha maliyetli teknolojiler kullanılırsa, çok uzak bir gelecekte olası bir zirve meydana gelecektir.

Hubbert Zirve Teorisine göre, Hubbert'in zirveleri, bir kaynağın üretiminin maksimuma ulaştığı ve o andan itibaren kaynak üretim hızının nihai bir düşüşe geçtiği noktalardır. Bir Hubbert zirvesinden sonra, bir kaynağın arz oranı artık önceki talep oranını karşılamaz. Yasasının bir sonucu olarak arz ve talep bu noktada bir pazar vardiya, alıcının pazar a satıcının pazarda .

Birçok ülke artık kendi uranyum taleplerini karşılayamıyor ve diğer ülkelerden uranyum ithal etmek zorunda kalıyor. On üç ülke zirveye ulaştı ve uranyum kaynaklarını tüketti.

Diğer tüm doğal metal kaynaklarına benzer şekilde, kilogram uranyum başına maliyetteki her on kat artış için, daha sonra ekonomik hale gelecek olan düşük kaliteli cevherlerde üç yüz kat artış olur.

uranyum talebi

Terawatt-saat (TWh) cinsinden enerji türüne göre dünya birincil enerji tüketimi

1996 yılında uranyum dünya talebi 68 sona kilotonla (150 x 10 ⁶ lb yılda), ve bu sayı 80 kilotonla (180 arasındaki artırmak için tahmin edildiği x 10 ⁶  Ib) ve 100 kilotonla (220 x 10 ⁶  Ib) 2025 yılına kadar devreye giren yeni nükleer santrallerin sayısı nedeniyle. Ancak sonra birçok nükleer santrallerin kapatılması sonrasında Fukushima Daiichi nükleer felaket , 2011 yılında, talep yaklaşık 60 düşmüştü kiloton (130 × 10 ⁶ lb 2015 yılında) ve 62,8 kiloton (138 yükseldi × 10 ⁶  ile, 2017 yılında lb) gelecek tahminleri belirsiz. ^ ^^^ ^

Cameco Corporation'a göre, uranyum talebi, nükleer santraller tarafından üretilen elektrik miktarıyla doğrudan bağlantılıdır. Reaktör kapasitesi yavaş büyüyor, reaktörler daha yüksek kapasite faktörleri ve reaktör güç seviyeleri ile daha verimli çalışıyor. Geliştirilmiş reaktör performansı, daha fazla uranyum tüketimi anlamına gelir.

1000 megavat elektrik üretim kapasitesine sahip nükleer santraller, yılda yaklaşık 200 ton (440 × 10 ³  lb) doğal uranyum gerektirir. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri MWe 22 kiloton (49 üzerinde talep 950 ortalama üretim kapasitesine sahip 103 işletme reaktör bulunuyor × 10 ⁶  böylece uranyum talebini yapar, bitkiler artırmak nükleer enerji sayısı arttıkça 2005 yılında doğal uranyum lb) . ^^

Dikkate alınması gereken bir diğer faktör de nüfus artışıdır. Elektrik tüketimi kısmen ekonomik ve nüfus artışı ile belirlenir. CIA'in World Factbook'undan alınan verilere göre, şu anda dünya nüfusu (Temmuz 2020 tahmini) 7,7 milyardan fazla ve her yıl %1,167 artıyor. Bu, her gün yaklaşık 211.000 kişilik bir büyüme anlamına geliyor. BM'ye göre, 2050 yılına kadar Dünya nüfusunun 9,07 milyar olacağı tahmin ediliyor. İnsanların %62'si Afrika, Güney Asya ve Doğu Asya'da yaşayacak. Dünya tarihindeki en büyük enerji tüketen sınıf, dünyanın en kalabalık ülkeleri olan Çin ve Hindistan'da üretiliyor. Her ikisi de büyük nükleer enerji genişleme programları planlıyor. Çin, 2020 yılına kadar 40.000 MWe kapasiteli 32 nükleer santral inşa etmeyi planlıyor. Dünya Nükleer Birliği'ne göre Hindistan, 2020 yılına kadar 20.000 MWe nükleer kapasiteyi devreye almayı planlıyor ve 2050 yılına kadar elektriğin %25'ini nükleer enerjiden sağlamayı hedefliyor. Nuclear Association, nükleer enerjinin yeni elektrik talebi yaratmanın fosil yakıt yükünü azaltabileceğine inanıyor.

Artan nüfusun artan enerji ihtiyacını karşılamak için daha fazla fosil yakıt kullanıldığından, daha fazla sera gazı üretilir. Nükleer enerjinin bazı savunucuları, daha fazla nükleer santral inşa etmenin sera gazı emisyonlarını azaltabileceğine inanıyor . Örneğin, İsveçli kamu kuruluşu Vattenfall , elektrik üretmenin farklı yollarının tüm yaşam döngüsü emisyonlarını inceledi ve nükleer gücün, doğal gaz için 400.0 ve kömür için 700.0'a kıyasla 3,3 g/kWh karbondioksit ürettiği sonucuna vardı . Ancak başka bir çalışma, bu rakamın 84-130 g CO2/kWh olduğunu ve gelecekte daha az konsantre cevherler kullanıldığından bu rakamın çarpıcı biçimde arttığını gösteriyor. Elektrik santralinin sökülmesi ve bertarafı dahil olmak üzere diğer çalışmalardan daha geniş bir değerlendirme kapsamı kullanır. Çalışma, uranyum çıkarma işleminin termal kısımları için dizel yağı varsaymaktadır.

Ülkeler ekonomik olarak kendi uranyum ihtiyaçlarını karşılayamadıkları için başka yerlerden uranyum cevheri ithal etme yoluna gitmişlerdir. Örneğin, ABD nükleer güç reaktörlerinin sahipleri 2006 yılında 67 milyon pound (30 kt) doğal uranyum satın aldı. Enerji Departmanına göre, bunun %84'ü veya 56 milyon pound (25 kt) yabancı tedarikçilerden ithal edildi.

2000'lerde gaz santrifüj teknolojisindeki gelişmeler nedeniyle, eski gazlı difüzyon tesislerinin yerini alan daha ucuz ayırıcı iş birimleri , kuyrukları yeniden zenginleştirerek sonuçta tükenmiş bir uranyum kuyruğu bırakarak belirli bir miktarda doğal uranyumdan daha zenginleştirilmiş uranyumun ekonomik üretimini mümkün kılmıştır. düşük zenginleştirme. Bu, doğal uranyum talebini biraz azalttı.

uranyum arzı

Uranyum , birçok kayada ve hatta deniz suyunda doğal olarak bulunur. Bununla birlikte, diğer metaller gibi, nadiren ekonomik olarak geri kazanılabilecek kadar konsantredir. Herhangi bir kaynak gibi, uranyum da istenen konsantrasyonda çıkarılamaz. Teknoloji ne olursa olsun, bir noktada düşük dereceli cevherleri çıkarmak çok maliyetlidir. Jan Willem Storm van Leeuwen tarafından çok eleştirilen bir yaşam döngüsü çalışması , cevherde %0.01–0.02'nin (100–200 ppm) altında, yakıtı sağlamak, reaktörleri çalıştırmak ve uygun şekilde bertaraf etmek için cevheri çıkarmak ve işlemek için gereken enerjinin yaklaşık olarak yaklaştığını öne sürdü. reaktörde bölünebilir bir malzeme olarak uranyum kullanılarak kazanılan enerji. Ancak , Jan Willem Storm van Leeuwen makalesini analiz eden Paul Scherrer Enstitüsü'ndeki araştırmacılar , Jan Willem Storm van Leeuwen'in , Olimpiyat Barajı madenciliğinde kullanılan tüm enerjinin kullanıldığı varsayımları da dahil olmak üzere, onları bu değerlendirmeye yönlendiren yanlış varsayımlarının sayısını ayrıntılı olarak açıkladılar. uranyum madenciliğinde kullanılan enerjidir, o maden ağırlıklı olarak bir bakır madenidir ve uranyum, altın ve diğer metallerle birlikte yalnızca bir yan ürün olarak üretilir. Jan Willem Storm van Leeuwen'in raporu ayrıca tüm zenginleştirmenin daha eski ve daha enerji yoğun gaz difüzyon teknolojisinde yapıldığını, ancak daha az enerji yoğun gaz santrifüj teknolojisinin artık birkaç on yıldır dünyanın zenginleştirilmiş uranyumunun çoğunu ürettiğini varsayıyor .

MIT'de bir ekip tarafından 2003 yılında yapılan ve 2009'da güncellenen nükleer enerji değerlendirmesi şunları söyledi:

Yorumcuların çoğu, özellikle kilogram başına birkaç yüz dolara mal olan (Kırmızı Kitapta tahmin edilmeyen) kaynakların ekonomik olarak da kullanılabilir olması nedeniyle, yarım yüzyıllık engelsiz bir büyümenin mümkün olduğu sonucuna varıyor... Önümüzdeki yarım yüzyılda 1000 reaktörün konuşlandırılması için yeterli.

Nükleer endüstrinin ilk günlerinde uranyumun çok kıt olduğu düşünülüyordu, bu nedenle kapalı bir yakıt döngüsüne ihtiyaç duyulacaktı. Diğer güç üreten reaktörler için nükleer yakıt yaratmak için hızlı üretici reaktörlere ihtiyaç duyulacaktır. 1960'larda, yeni rezerv keşifleri ve yeni uranyum zenginleştirme teknikleri bu endişeleri giderdi.

Madencilik şirketleri, mevcut uranyum piyasa fiyatlarında genellikle %0.075'ten (750 ppm) daha yüksek konsantrasyonları cevher veya kaya madenciliği için ekonomik olarak kabul eder. Yerkabuğunda yaklaşık 40 trilyon ton uranyum vardır, ancak çoğu 3 * 10 ¹⁹ tonluk kütlesi üzerinde milyonda düşük eser konsantrasyonlarda dağılmıştır . Kg başına 130 dolardan daha düşük bir fiyata çıkarılabilen cevherlere konsantre edilen miktarın tahminleri, bu toplamın milyonda birinden daha az olabilir.

OECD Redbook göre, dünya 62.8 kiloton (138 tüketilen × 10 ⁶  (2002 yılında 67 kt karşılaştırıldığında) 2017 yılında uranyum lb). Bunun 59 kt'ı birincil kaynaklardan, geri kalanı ikincil kaynaklardan, özellikle doğal ve zenginleştirilmiş uranyum stoklarından , hizmet dışı bırakılmış nükleer silahlardan, doğal ve zenginleştirilmiş uranyumun yeniden işlenmesinden ve tükenmiş uranyum kuyruklarının yeniden zenginleştirilmesinden geliyor . ^

Yukarıdaki tablo, yakıtın bir LWR brülöründe kullanılacağını varsaymaktadır. Uranyum, İntegral Hızlı Reaktör gibi hızlı yakıcı bir reaktörde kullanıldığında çok daha ekonomik hale gelir .

Üretim

Tüm uranyum çıkarımının %94'ünden 10 ülke sorumludur.

Dünya uranyum üretimi 1995-2006

Zirve uranyum, tüm gezegenin uranyum üretiminin zirvesini ifade eder. Diğer Hubbert zirveleri gibi , Dünya'daki uranyum üretim oranı da bir terminal düşüşüne girecek. OECD'nin Nükleer Enerji Ajansı Robert Vance göre, uranyum dünya üretimi oranı zaten 69.683 ton (150 tutarında, 1980 yılında zirveye ulaşmıştır × 10 ⁶  U lb) ₃ O ₈ 22 ülkeden. Ancak bu, üretim kapasitesinin yetersizliğinden kaynaklanmıyor. Tarihsel olarak, dünyanın dört bir yanındaki uranyum madenleri ve değirmenleri, toplam üretim kapasitesinin yaklaşık %76'sında, %57 ile %89 arasında değişen oranlarda faaliyet göstermiştir. Düşük üretim oranları, büyük ölçüde kapasite fazlalığına bağlanabilir. Nükleer gücün daha yavaş büyümesi ve ikincil arzdan kaynaklanan rekabet, çok yakın zamana kadar yeni çıkarılan uranyum talebini önemli ölçüde azalttı. İkincil tedarikler arasında askeri ve ticari envanterler, zenginleştirilmiş uranyum artıkları, yeniden işlenmiş uranyum ve karışık oksit yakıtı bulunur. ^

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'ndan alınan verilere göre , dünya mayınlı uranyum üretimi geçmişte iki kez zirve yaptı: bir kez, 1960 dolaylarında askeri kullanım için stoklamaya yanıt olarak ve yine 1980'de ticari nükleer enerjide kullanılmak üzere stoklanmaya yanıt olarak. 1990 yılına kadar, mayınlı uranyum üretimi, elektrik santrallerinin tüketiminden fazlaydı. Ancak 1990'dan beri, elektrik santrallerinin tüketimi, çıkarılan uranyumu geride bıraktı; açık, ordunun (nükleer silahların devreden çıkarılması yoluyla) ve sivil stokların tasfiyesi ile kapatılıyor. Uranyum madenciliği 1990'ların ortalarından beri artmıştır, ancak yine de enerji santrallerinin tüketiminden daha azdır.

Dünyanın en büyük uranyum üreticileri Kazakistan (dünya üretiminin %39'u), Kanada (%22) ve Avustralya'dır (%10). Diğer büyük üreticiler arasında Namibya (%6.7), Nijer (%6) ve Rusya (%5) bulunmaktadır. 1996 yılında dünya 39 kilotonla (86 üretilen x 10 ⁶  uranyum lb). 2005 yılında dünya birincil maden üretimi 41.720 ton (92 idi × 10 ⁶  uranyum lb), enerji üretici gereksinimlerinin% 62. 2017 yılında üretim, talebin %93'ü olan 59.462 tona yükselmişti. Denge, kamu hizmetleri ve diğer yakıt döngüsü şirketleri tarafından tutulan envanterlerden, hükümetler tarafından tutulan envanterlerden, yeniden işlenmiş kullanılmış reaktör yakıtından, askeri nükleer programlardan geri dönüştürülmüş malzemelerden ve tükenmiş uranyum stoklarındaki uranyumdan geliyor. Sökülen Soğuk Savaş nükleer silah stoklarından çıkan plütonyum 2013 yılına kadar tükenecek. Endüstri, başta Kanada, Avustralya ve Kazakistan olmak üzere yeni uranyum madenleri bulmaya ve geliştirmeye çalışıyor. 2006'da geliştirilmekte olanlar boşluğun yarısını dolduracaktır. ^^

Dünyanın en büyük on uranyum madeninden (Mc Arthur River, Ranger, Rossing, Kraznokamensk, Olympic Barajı, Rabbit Lake, Akouta, Arlit, Beverly ve McClean Lake), 2020 yılına kadar altı tanesi tükenecek, ikisi kendi madenlerinde olacak. son aşamalarda biri yükseltme, diğeri üretme olacak.

Dünya birincil madencilik üretimi 2006'da 2005'tekine göre %5 düştü. En büyük üreticiler, Kanada ve Avustralya %15 ve %20 düşüşler gördü, sadece Kazakistan %21'lik bir artış gösterdi. Bu, dünya uranyum üretimini yavaşlatan iki büyük olayla açıklanabilir. Kanada'nın Puro Gölü'ndeki Cameco madeni, dünyanın en büyük, en yüksek dereceli uranyum madenidir. 2006'da su bastı ve 2008'de tekrar su bastı (Cameco sorunu düzeltmek için 43 milyon dolar harcadıktan sonra - paranın çoğu ayrıldı -), Cameco'nun Cigar Lake için en erken başlangıç ​​tarihini 2011'e geri çekmesine neden oldu. bir siklon 5,500 ton (12 üretir Avustralya'da Ranger mayın, vurunca, Mart 2007'de, pazar bir darbe daha dayandı × 10 ⁶  uranyum lb) bir yıldır. Madenin sahibi Avustralya Enerji Kaynakları, teslimatlarda mücbir sebep ilan etti ve üretimin 2007'nin ikinci yarısında etkileneceğini söyledi. Bu, bazılarının uranyum zirvesinin geldiğine dair spekülasyonlara neden oldu. Ocak 2018'de Kanada'daki McArthur River madeni üretimi askıya aldı, maden 2007'den 2017'ye kadar yılda 7000-8000 ton Uranyum üretiyordu. Madenin sahibi Cameco, üretimi durdurmanın nedeni olarak düşük uranyum piyasa fiyatlarını gösterdi ve üretimi hızlandırdığını iddia etti. Madenin yeniden açılmasına karar verildiğinde normale dönmesi 18-24 ayı bulacak. ^

Birincil kaynaklar

Küresel uranyum rezervlerinin yaklaşık %96'sı şu on ülkede bulunuyor: Avustralya, Kanada, Kazakistan, Güney Afrika, Brezilya, Namibya, Özbekistan, Amerika Birleşik Devletleri, Nijer ve Rusya. Bunlardan başlıca üreticiler Kazakistan (dünya üretiminin %39'u), Kanada (%22) ve Avustralya (%10) başlıca üreticilerdir. 1996'da dünya 39.000 ton uranyum üretti ve 2005'te dünya 41.720 ton uranyum zirvesi üretti. 2017'de bu, dünya talebinin %93'ü olan 59.462 tona yükseldi.

Çeşitli kurumlar, tek yönlü bir döngü varsayarak, bu birincil kaynakların ne kadar süreceğini tahmin etmeye çalıştı . Avrupa Komisyonu 2001 yılında, mevcut uranyum tüketimi düzeyinde, bilinen uranyum kaynaklarının 42 yıl süreceğini söyledi. Askeri ve ikincil kaynaklara eklendiğinde kaynaklar 72 yıla kadar uzayabiliyordu. Ancak bu kullanım oranı, nükleer gücün dünyanın enerji arzının sadece bir kısmını sağlamaya devam ettiğini varsayar. Elektrik kapasitesi altı kat artırılsaydı, 72 yıllık tedarik sadece 12 yıl sürecekti. Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü (OECD), Nükleer Enerji Ajansı (NEA) ve Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) endüstri gruplarına göre 130 ABD Doları/kg fiyatla ekonomik olarak geri kazanılabilen dünyanın mevcut ölçülen uranyum kaynakları , cari tüketim oranlarında "en az bir yüzyıl" dayanmak için yeterlidir. Dünya Nükleer Birliği'ne göre , dünyanın mevcut tüketim oranının yılda 66.500 ton uranyum olduğunu ve dünyanın mevcut ölçülen uranyum kaynaklarının (4,7-5,5 Mt) 70-80 yıl yetecek kadar olduğunu varsayarsak, yine bir başka endüstri grubu. .

Rezervler

Rezervler en kolay elde edilebilen kaynaklardır. Var olduğu bilinen ve çıkarılması kolay kaynaklara "Bilinen konvansiyonel kaynaklar" denir. Var olduğu düşünülen ancak çıkarılmamış kaynaklar "Keşfedilmemiş konvansiyonel kaynaklar" başlığı altında sınıflandırılır.

Bilinen uranyum kaynakları, çoğu mineral için normal olandan daha yüksek düzeyde garantili kaynakları temsil eder. Daha fazla araştırma ve daha yüksek fiyatlar, mevcut jeolojik bilgilere dayanarak, mevcut kaynaklar tükendikçe kesinlikle daha fazla kaynak sağlayacaktır. 1985 ve 2005 yılları arasında çok az uranyum araması yapıldı, bu nedenle şu anda gördüğümüz arama çabalarındaki önemli artış, bilinen ekonomik kaynakları kolayca ikiye katlayabilir. Diğer metal mineralleri ile benzerliklere dayanarak, 2007'deki fiyat seviyelerinin iki katına çıkmasının, zamanla ölçülen kaynaklarda yaklaşık on kat artış yaratması beklenebilir.

Bilinen geleneksel kaynaklar

Bilinen geleneksel kaynaklar, "Makul Bir Şekilde Güvence Altına Alınmış Kaynaklar" ve "Tahmini Ek Kaynaklar-I"dir.

2006 yılında, yaklaşık 4 milyon ton konvansiyonel kaynağın mevcut tüketim oranlarında yaklaşık altmış yıl boyunca yeterli olduğu düşünülüyordu (4.06 milyon ton, yılda 65.000 ton). 2011 yılında bunun 7 milyon ton olduğu tahmin ediliyordu. Uranyum aramaları arttı. 1981'den 2007'ye kadar, yıllık arama harcamaları, 4 milyon ABD dolarından 7 milyon ABD dolarına, mütevazı bir şekilde arttı. Bu, 2011'de 11 milyon ABD Dolarına fırladı. Yılda yaklaşık 75.000 uranyum tüketimi var. Bu, üretimden daha azdır ve mevcut stokların çekilmesini gerektirir.

Küresel uranyum rezervlerinin yaklaşık %96'sı şu on ülkede bulunuyor: Avustralya, Kanada, Kazakistan, Güney Afrika, Brezilya, Namibya, Özbekistan, Amerika Birleşik Devletleri, Nijer ve Rusya. Dünyanın en büyük uranyum yatakları üç ülkede bulunuyor. Avustralya, dünyadaki makul ölçüde garantili kaynakların ve tahmin edilen uranyum kaynaklarının %30'undan biraz fazlasına sahiptir – yaklaşık 1.673 megaton (3.69 × 10 ⁹  lb). Kazakistan dünya rezervlerinin yaklaşık 12 olduğu veya% 651 yaklaşık kiloton (1.4 x 10 ⁹  lb). Ve Kanada 485 kilotonla (1,100 sahiptir x 10 ⁶  % 9 ile ilgili temsil uranyum lb). ^^^

Avrupa'daki bazı ülkeler artık uranyum çıkarmıyor (Doğu Almanya (1990), Fransa (2001), İspanya (2002) ve İsveç (1969)); büyük üreticiler değillerdi.

Keşfedilmemiş geleneksel kaynaklar

Keşfedilmemiş geleneksel kaynaklar, "Tahmini Ek Kaynaklar-II" ve "Spekülatif Kaynaklar" olarak iki sınıfa ayrılabilir.

Kalan yatakları bulmak ve madenciliğe başlamak için önemli bir araştırma ve geliştirme çabası gerekecektir. Bununla birlikte, şu anda tüm dünya coğrafyası uranyum için araştırılmadığından, sömürülebilir kaynakları keşfetme potansiyeli hala var. OECD Redbook, dünya çapında hala keşfedilmeye açık alanları belirtiyor. Birçok ülke, keşfedilmemiş maden kaynaklarının boyutunu tahmin etmek için tam aeromanyetik gradyometre radyometrik araştırmaları yürütüyor. Bir gama ışını araştırması ile birleştirildiğinde, bu yöntemler keşfedilmemiş uranyum ve toryum yataklarının yerini tespit edebilir. ABD Enerji Bakanlığı, 1980'de ilk ve tek ulusal uranyum değerlendirmesini gerçekleştirdi - Ulusal Uranyum Kaynak Değerlendirmesi (NURE) programı.

ikincil kaynaklar

İkincil kaynaklar esas olarak nükleer silahlar, envanterler, yeniden işleme ve yeniden zenginleştirme gibi diğer kaynaklardan geri kazanılan uranyumdur. İkincil kaynaklar son derece düşük keşif maliyetlerine ve çok düşük üretim maliyetlerine sahip olduğundan, birincil üretimin önemli bir bölümünü yerinden etmiş olabilirler. İkincil uranyum, esasen anında mevcuttur ve mevcuttur. Ancak, yeni birincil üretim olmayacak. Esasen, ikincil tedarik, yeniden işlenmiş yakıt hariç, "tek seferlik" sonlu bir tedariktir.

Uranyum madenciliği faaliyeti döngüseldir, 2009 yılında elektrik tesislerinin ihtiyacının %80'i madenlerden karşılanırken, 2017'de bu oran %93'e yükselmiştir. Denge, kamu hizmetleri ve diğer yakıt döngüsü şirketleri tarafından tutulan envanterlerden, hükümetler tarafından tutulan envanterlerden, yeniden işlenmiş kullanılmış reaktör yakıtından, askeri nükleer programlardan geri dönüştürülmüş malzemelerden ve tükenmiş uranyum stoklarındaki uranyumdan geliyor.

Sökülen soğuk savaş nükleer silah stoklarından çıkan plütonyum, Aralık 2013'te sona eren " Megatondan Megawatt'a " programı kapsamında önemli bir nükleer yakıt kaynağıydı. Endüstri, özellikle Kazakistan'da yeni uranyum madenleri geliştirdi ve bu madenler şu anda dünya arzının %31'ini oluşturuyor .

stoklar

Envanterler çeşitli kuruluşlar tarafından tutulur - hükümet, ticari ve diğerleri.

ABD DOE , uranyumun herhangi bir fiyattan mevcut olmadığı acil durumları karşılamak için arz güvenliği için envanter tutar. Büyük bir arz kesintisi durumunda, Bakanlık, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ciddi bir uranyum kıtlığını karşılamak için yeterli uranyuma sahip olmayabilir.

Nükleer silahların devreden çıkarılması

Hem ABD hem de Rusya, nükleer silahlarını elektrik üretimi için yakıta dönüştürmeyi taahhüt etti. Bu program Megaton'dan Megawatt'a Programı olarak bilinir . 500 ton (1.100 × 10 ³  lb) Rus silahının yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum (HEU) aşağı harmanlanması  , 20 yıl boyunca yaklaşık 15 kiloton (33.000 × 10 ³ lb) düşük zenginleştirilmiş uranyum (LEU) ile sonuçlanacaktır. Bu 152 hakkında kiloton (340 eşdeğerdir × 10 ⁶  doğal U lb) veya biraz üzerinde iki kez yıllık dünya talebinin. 2000 yılından bu yana, 30 ton (66 x 10 ³  askeri HEU'nun Ib) 10.6 kilotonla (yaklaşık 23 yer değiştirme olduğu x 10 ⁶  , dünya reaktör gereksinimleri bazı 13% temsil yılda uranyum oksit maden üretiminin lb). ^^^^^

Nükleer silahlardan veya diğer kaynaklardan elde edilen plütonyum, karışık oksitli bir yakıt üretmek için uranyum yakıtı ile karıştırılabilir. Haziran 2000'de, ABD ve Rusya 34 kiloton (75 imha kabul × 10 ⁶  ABD kendinden destekli çift yollu programını (immobilizasyon ve MOX) sürdürmeye üstlendi 2014 yılına kadar lb) silah plütonyum her. G-7 ülkeleri, Rusya'nın programını kurmak için 1 milyar ABD doları sağladı. İkincisi, başlangıçta MOX, Basınçlı Su Reaktörünün (PWR) Rus versiyonu olan VVER reaktörleri için özel olarak tasarlanmıştı; bunun yüksek maliyeti, bunun Rusya'nın yakıt döngüsü politikasının bir parçası olmamasıydı. İki taraf için de bu MOX yakıt yaklaşık 12 kilotonla (26 eşdeğer x 10 ⁶  doğal uranyum lb). ABD'nin ayrıca 151 ton (330 × 10 ³  lb) atık olmayan HEU'yu elden çıkarma taahhüdü vardır . ^^^

Megaton'dan Megawatt'a programı 2013'te sona erdi.

Yeniden işleme ve geri dönüşüm

Bazen geri dönüşüm olarak da adlandırılan nükleer yeniden işleme , uranyum üretiminin nihai zirvesini azaltmanın bir yöntemidir. Yeniden işlenmiş uranyum ve reaktör dereceli plütonyumun her ikisi de günümüzün termal nötron reaktörlerinde kullanım için optimal olmayan izotopik bileşimlere sahip olduğundan , hızlı nötron reaktörlerini kullanan bir nükleer yakıt döngüsünün bir parçası olarak en kullanışlıdır . Nükleer yakıtın yeniden işlenmesi birkaç ülkede ( Fransa , Birleşik Krallık ve Japonya ) yapılmasına rağmen, Birleşik Devletler Başkanı, yüksek maliyetler ve plütonyum yoluyla nükleer çoğalma riski nedeniyle 1970'lerin sonlarında yeniden işlemeyi yasakladı . 2005 yılında, ABD yasa koyucuları, enerji santrallerinde biriken kullanılmış yakıtı yeniden işlemek için bir program önerdiler. Mevcut fiyatlarla, böyle bir program kullanılmış yakıtı elden çıkarmaktan ve taze uranyum madenciliğinden önemli ölçüde daha pahalıdır.

Şu anda dünyada on bir yeniden işleme tesisi var. Bunlardan, iki büyük ölçekli en fazla 1 kilotonne (2.2 girdileri ile hafif su reaktörlerden kullanılmış yakıt elemanlarının yeniden işlenmesi için ticari olarak işletilen bitkilerdir x 10 ⁶  yılda uranyum lb). Bu 1.6 kilotonla (3.5 kapasiteli La Hague, Fransa olan x 10 ⁶  yıl başına pound) Sellafield 1.2 kilotonla (2.6 de, İngiltere x 10 ⁶  Ib) yılda uranyum. Geri kalanlar küçük deneysel bitkilerdir. İki büyük ölçekli ticari yeniden işleme tesisi birlikte yılda 2.800 ton uranyum atığını yeniden işleyebilir. ^^^

Çoğu harcanan yakıt bileşenleri kurtarıldı ve geri dönüştürülebilir. ABD kullanılmış yakıt envanterinin yaklaşık üçte ikisi uranyumdur. Bu, ağır su reaktörleri için doğrudan yakıt olarak geri dönüştürülebilen veya hafif su reaktörlerinde yakıt olarak kullanılmak üzere yeniden zenginleştirilebilen artık bölünebilir uranyum-235'i içerir .

Plütonyum ve uranyum, kullanılmış yakıttan kimyasal olarak ayrılabilir. Kullanılmış nükleer yakıt, fiili standart PUREX yöntemi kullanılarak yeniden işlendiğinde , hem plütonyum hem de uranyum ayrı ayrı geri kazanılır. Kullanılmış yakıt yaklaşık %1 plütonyum içerir. Reaktör sınıfı plütonyum , yüksek oranda kendiliğinden fisyona sahip olan Pu-240'ı içerir ve bu da onu güvenli nükleer silahların üretilmesinde istenmeyen bir kirletici haline getirir. Bununla birlikte, nükleer silahlar reaktör sınıfı plütonyum ile yapılabilir.

Kullanılmış yakıt, esas olarak, çoğu nükleer reaktörde tüketilmeyen veya dönüştürülmeyen uranyumdan oluşur. Kullanılan nükleer yakıtta kütlece yaklaşık %96'lık tipik bir konsantrasyonda, uranyum kullanılmış nükleer yakıtın en büyük bileşenidir. Yeniden işlenmiş uranyumun bileşimi, yakıtın reaktörde bulunduğu zamana bağlıdır, ancak çoğunlukla uranyum-238'dir , yaklaşık %1 uranyum-235 , %1 uranyum-236 ve uranyum-232 dahil olmak üzere daha az miktarda diğer izotoplar . Bununla birlikte, yeniden işlenmiş uranyum, kontamine olduğu ve reaktörlerde yeniden kullanılması istenmeyen bir durum olduğu için aynı zamanda bir atık üründür. Bir reaktörde ışınlanması sırasında, uranyum büyük ölçüde değiştirilir. Yeniden işleme tesisinden çıkan uranyum , hızla neptünyum-237'ye dönüşen uranyum-237 hariç , uranyum-232 ve uranyum-238 arasındaki tüm uranyum izotoplarını içerir . İstenmeyen izotopik kirleticiler şunlardır:

• Uranyum-232 (çürüme ürünleri güçlü gama radyasyonu yayarak kullanımı daha zor hale getirir) ve
• Uranyum-234 (verimli malzemedir ancak reaktiviteyi uranyum-238'den farklı şekilde etkileyebilir).
• Uranyum-236 (reaktiviteyi etkileyen ve parçalanmadan nötronları emen, derin bir jeolojik depoda uzun süreli bertarafı en zor izotoplardan biri olan neptunyum -237 haline gelen )
• Uranyum-232'nin yan ürünleri: bizmut-212, talyum-208.

Şu anda, plütonyumun reaktör yakıtı olarak yeniden işlenmesi ve kullanımı, uranyum yakıtı kullanmaktan ve kullanılmış yakıtı doğrudan bertaraf etmekten çok daha pahalıdır - yakıt yalnızca bir kez yeniden işlenmiş olsa bile. Bununla birlikte, uranyum fiyatları arttıkça nükleer yeniden işleme, daha fazla uranyum madenciliğine kıyasla ekonomik olarak daha cazip hale geliyor.

Toplam geri kazanım oranı 5 kiloton (11 x 10 ⁶  Ib) / anda yeniden işleme ile ilgili yıl sadece küçük bir oran arasındaki artan boşluk göre fraksiyon talep 64,615 kiloton (142.45 olup x 10 ⁶  Ib) / yıl ve oran, birincil olarak uranyum beslemesi URANIUM 46,403 kilotonla (102.30 sağlayan x 10 ⁶  Ib) / yıl. ^^^

Uranyumun yeniden işlenmesinde Yatırım Yaptırılan Enerjiden Geri Dönen Enerji (EROEI), uranyumun madenciliği ve zenginleştirilmesi kadar olumlu olmasa da oldukça olumludur ve süreç tekrarlanabilir. Ek yeniden işleme tesisleri bazı ölçek ekonomileri getirebilir.

Uranyumun yeniden işlenmesiyle ilgili temel sorunlar, yeniden işleme maliyetine kıyasla çıkarılan uranyum maliyeti, nükleer silahların yayılması riskleri, büyük politika değişikliği riski, büyük temizleme maliyetlerine maruz kalma riski, yeniden işleme tesisleri için sıkı düzenlemeler ve nükleer karşıtı harekettir. .

Geleneksel olmayan kaynaklar

Geleneksel olmayan kaynaklar, sömürülmeleri ve/veya kullanımları için yeni teknolojiler gerektiren oluşumlardır. Genellikle geleneksel olmayan kaynaklar düşük konsantrasyonda ortaya çıkar. Konvansiyonel olmayan uranyumun kullanılması, geniş konvansiyonel kaynak tabanı ve kullanılmış yakıtı yeniden işleme seçeneği göz önüne alındığında, yakın bir ekonomik ihtiyaç olmayan ek araştırma ve geliştirme çabalarını gerektirir . Fosfatlar, deniz suyu, uranyumlu kömür külü ve bazı petrol şeylleri , geleneksel olmayan uranyum kaynaklarına örnektir.

fosfatlar

Uranyumun yükselen fiyatı, uranyumu fosfattan çıkarmak için uzun süre uyuyan operasyonlara neden olabilir. Uranyum, fosfat yüklü toprak veya fosfat kayalarında milyonda 50 ila 200 parça konsantrasyonlarda oluşur . Uranyum fiyatları arttıkça, bazı ülkelerde normalde fosfatlı gübrelerin temeli olarak kullanılan fosfat kayalarından uranyum çıkarılmasına ilgi duyulmuştur.

Dünya çapında yaklaşık 400 ıslak proses fosforik asit tesisi faaliyetteydi. Ortalama geri kazanılabilir uranyum içeriğinin 100 ppm olduğu ve uranyum fiyatlarının artmadığı ve böylece fosfatların ana kullanımının gübreler için olduğu varsayıldığında , bu senaryo maksimum teorik yıllık 3,7 kilotonluk (8,2 × 10 ⁶  lb) üretimle sonuçlanacaktır. U ₃ O ₈ . ^

$ 48- $ 119, fosforik asit dizi uranyum geri kazanımı için Tarihsel işletme maliyetleri / kg U ₃ O ₈ . 2011'de Amerika Birleşik Devletleri'nde U ₃ O ₈ için ödenen ortalama fiyat 122.66 $/kg idi.

Fosfat yataklarında 22 milyon ton uranyum var. Uranyumun fosfatlardan geri kazanılması olgun bir teknolojidir ; Belçika ve Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılmıştır, ancak yeni bir 100 için 2003 OECD raporuna göre, sermaye yatırımı dahil olmak üzere tahmini üretim maliyetleri 60-100 ABD Doları/kgU aralığında olan yüksek geri kazanım maliyetleri bu kaynakların kullanımını sınırlandırmaktadır. tU/yıl projesi.

deniz suyu

Geleneksel olmayan uranyum kaynakları 4000 megatonnes (8.800 kadar dahil x 10 ⁹  , deniz suyunda bulunan uranyum lb). Deniz suyundan uranyum çıkarmak için çeşitli teknolojiler laboratuvar ölçeğinde gösterilmiştir. ^

1990'ların ortalarında çıkarma maliyetleri 260 USD /kgU olarak tahmin ediliyordu (Nobukawa, et al., 1994), ancak laboratuvar düzeyinde üretimi binlerce tona çıkarmak kanıtlanmadı ve öngörülemeyen zorluklarla karşılaşabilir.

Deniz suyundan uranyum çıkarmanın bir yöntemi, emici olarak uranyuma özgü dokunmamış kumaş kullanmaktır. 2003 yılında 350 kg kumaş içeren üç toplama kutusundan elde edilen toplam uranyum miktarı, okyanusta 240 gün kaldıktan sonra >1 kg sarı kek olmuştur. OECD'ye göre, bu yöntem kullanılarak deniz suyundan uranyum yaklaşık 300 ABD$/kgU karşılığında çıkarılabilir.

2006'da aynı araştırma grubu şunları söyledi: "2g-U/kg-adsorban 60 gün boyunca daldırılır ve 6 kez kullanılırsa, uranyum maliyeti, adsorban üretim maliyeti, uranyum dahil olmak üzere 88.000 JPY /kgU olarak hesaplanır. Toplama ve uranyum saflaştırma.Adsorbentin kg'ı başına 6g U ekstraksiyonu ve 20 veya daha fazla tekrar mümkün olduğunda, uranyum maliyeti 15.000 yen'e düşer.Bu fiyat seviyesi, elde edilebilir uranyumun en yüksek maliyetine eşdeğerdir. Okinawa'nın deniz alanında kullanılan 4g-U/kg-adsorban ile şu anda ulaşılabilen maliyet 25.000 yen, 18 tekrar kullanımı ile.Bu durumda, deniz suyundan uranyum toplamak için ilk yatırım 1/3 olan 107.7 milyar yen'dir. bir milyon kilowatt sınıfında bir nükleer santralin inşaat maliyetinden."

2012 yılında, ORNL araştırmacıları, katı veya gaz moleküllerinin, atomların veya iyonların yüzey tutmasını gerçekleştiren önceki en iyi adsorbanlardan büyük ölçüde daha iyi performans gösteren HiCap adlı yeni bir emici malzemenin başarılı bir şekilde geliştirildiğini duyurdu. Mucitlerden biri ve ORNL'nin Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Bölümünün bir üyesi olan Chris Janke, "Adsorbanlarımızın dünyanın en iyi adsorbanlarından yedi kat daha hızlı alım oranlarında beş ila yedi kat daha fazla uranyum çıkarabildiğini gösterdik" dedi. Pacific Northwest National Laboratory'deki araştırmacılar tarafından doğrulanan sonuçlara göre HiCap, zehirli metalleri sudan da etkili bir şekilde uzaklaştırıyor .

Deniz suyundan uranyumu geri kazanmaya yönelik diğer yöntemler arasında iki tanesi umut verici görünüyor: uranyumu konsantre etmek için algler çoğalıyor ve nano membran filtreleme .

Şimdiye kadar, bir laboratuvarda deniz suyundan çok az miktarda uranyum geri kazanılamadı.

Uranif kömür külü

"Teknolojik olarak geliştirilmiş"/konsantre Doğal olarak oluşan radyoaktif malzeme , uranyum ve toryum radyoizotopları , kömürde doğal olarak bulunur ve ağır/alt kömür külü ve havadaki uçucu külde konsantre edilir . ORNL tarafından tahmin edildiği gibi , 1937-2040 döneminde dünya çapında tahmini 637 milyar ton kömürün yakılmasından kümülatif olarak 2,9 milyon tona ulaşacak.

Özellikle nükleer santraller, dünya çapında her yıl yaklaşık 200.000 metrik ton düşük ve orta seviye atık (LILW) ve 10.000 metrik ton yüksek seviyeli atık (HLW) (atık olarak belirlenen kullanılmış yakıt dahil) üretmektedir .

Her ne kadar yanmadan önce kömürde milyonda sadece birkaç parça ortalama konsantrasyon (külde daha konsantre olsa da) olmasına rağmen, kömürdeki eser uranyum ve toryumun teorik maksimum enerji potansiyeli ( üretici reaktörlerde ) gerçekte kömürün yakılmasıyla açığa çıkan enerjiyi aşıyor. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı tarafından yapılan bir çalışma .

1965'ten 1967'ye kadar Union Carbide , Kuzey Dakota , Amerika Birleşik Devletleri'nde uranyumlu linyit yakan ve külden uranyum çıkaran bir değirmen işletti . Tesis kapatılmadan önce yaklaşık 150 metrik ton U ₃ O ₈ üretti .

Uluslararası bir konsorsiyum, Çin'in Yunnan eyaletinde bulunan kömür santrallerinden uranyumlu kömür külünden uranyumun ticari olarak çıkarılmasını araştırmak için yola çıktı. Uranifli kömür külünden elde edilen ilk sarı kekik uranyum miktarı 2007'de açıklandı. Xiaolongtang, Dalongtang ve Kaiyuan'daki üç kömür santrali atık küllerini biriktirdi. Xiaolongtang kül yığınından ilk testler maddelerin bir 2.085 kilotonla (4.60 toplam işaret içerir (160-180 parça uranyum milyon başına) göstermektedir x 10 ⁶  Ib) u ₃ O ₈ , tek başına bu kül yığını elde edilebilir. ^

Petrol şeylleri

Bazı petrol şeylleri, yan ürün olarak geri kazanılabilen uranyum içerir. 1946 ve 1952 yılları arasında Estonya'nın Sillamäe kentinde uranyum üretimi için deniz tipi bir Dictyonema şeyli kullanıldı ve 1950 ile 1989 arasında İsveç'te aynı amaç için şap şeyli kullanıldı.

üreme

Yetiştirici bir reaktör, tükettiğinden daha fazla nükleer yakıt üretir ve böylece uranyum arzını uzatabilir. Tipik olarak doğal uranyumdaki baskın izotopu, uranyum-238'i bölünebilir plütonyum-239'a dönüştürür. Bu, doğal uranyumun %99,3'ünü oluşturan U-238, bunun yerine U-235'in yalnızca %0,7'sini temsil eden U-235'i kullanan geleneksel reaktörlerde kullanılmadığından, uranyum kütle birimi başına üretilecek enerji miktarında yüz kat artışla sonuçlanır. doğal uranyum. 1983'te fizikçi Bernard Cohen , dünyadaki uranyum arzının tükenmez olduğunu ve bu nedenle bir yenilenebilir enerji biçimi olarak kabul edilebileceğini öne sürdü . O iddia hızlı üretken reaktörler doğal doldurulan uranyum-238 deniz suyu çıkarılan körüklediği, beş milyar yıl güneşin beklendiği kalan ömrü sürece en azından enerji kaynağı olabilir. Gibi yakıt elde edilmesi açısından sürdürülebilir olarak bunları yaparken yenilenebilir enerji kaynaklarına . Bu hipoteze rağmen, deniz suyundan yeterli miktarda çıkarmak için bilinen ekonomik olarak uygulanabilir bir yöntem yoktur. Deneysel teknikler araştırılmaktadır.

İki tür yetiştirici vardır: Hızlı yetiştiriciler ve termal yetiştiriciler.

Hızlı yetiştirici

Hızlı bir damızlık, U-235, dönüştürür tüketen ek olarak doğurgan içine U-238 Pu-239 , bir bölünebilir yakıtı. Hızlı üretici reaktörlerin inşası ve işletilmesi yeniden işleme dahil olmak üzere daha pahalıdır ve ancak uranyum fiyatlarının gerçek anlamda 1980 öncesi değerlere yükselmesi durumunda ekonomik olarak haklı gösterilebilir. Yaklaşık 20 hızlı nötron reaktörü , bazıları 1950'lerden beri çalışıyor ve biri ticari olarak elektrik sağlıyor. 300 reaktör yılı aşkın işletme deneyimi birikmiştir. Kullanılabilir yakıt tedarikini önemli ölçüde genişletmeye ek olarak, bu reaktörler, daha az uzun ömürlü transuranik atıklar üretmeleri ve mevcut hafif su reaktörlerinden nükleer atıkları tüketebilmeleri ve süreçte enerji üretmeleri bakımından bir avantaja sahiptir . Birkaç ülkenin bu reaktörleri geliştirmek için araştırma ve geliştirme programları vardır. Örneğin, Fransa'daki bir senaryo, 2050 yılına kadar mevcut nükleer kapasitenin yarısının hızlı üretici reaktörlerle değiştirilmesidir. Çin, Hindistan ve Japonya, önümüzdeki on yıllarda damızlık reaktörlerin büyük ölçekli kullanımını planlıyor. (2011'de Japonya'nın Fukishima Daiichi nükleer santralinde yaşanan krizin ardından Japonya, nükleer enerjinin gelecekteki kullanımına ilişkin planlarını revize ediyor. ( Bkz.: Fukushima Daiichi nükleer felaketi: Enerji politikası sonuçları .))

Plütonyum ekonomisi olarak bilinen Hızlı Yetiştirici Reaktörlerde (FBR) plütonyum yakıtının üretilmesi, bir süre için nükleer enerjinin geleceği olduğuna inanılıyordu. Ancak inşa edilen ticari damızlık reaktörlerinin çoğu, teknik ve bütçesel sorunlarla dolu. Yetiştirici reaktörleri eleştiren bazı kaynaklar, onları 80'lerin Süpersonik Aktarımı olarak adlandırmak için çok ileri gitti .

Uranyum beklenenden çok daha bol çıktı ve uranyum fiyatı hızla düştü (1970'lerde yukarı yönlü bir düşüşle). ABD'nin 1977'de kullanımını durdurmasının ve İngiltere'nin 1994'te fikri terk etmesinin nedeni budur.

Hızlı Damızlık Reaktörler, nötronları (hafif su, ağır su veya grafit ) yavaşlatan bir moderatöre sahip olmadıkları ve tükettiğinden daha fazla yakıt ürettikleri için hızlı denir . Hızlı çoğaltıcıdaki 'hızlı' kelimesi bu nedenle reaktörün çekirdeğindeki nötronların hızını ifade eder. Nötronların sahip olduğu enerji ne kadar yüksek olursa, üreme oranı o kadar yüksek veya plütonyuma dönüşen uranyum o kadar yüksek olur.

FBR'lerde önemli teknik ve malzeme sorunlarıyla karşılaşıldı ve jeolojik keşifler, uranyum kıtlığının bir süre için sorun olmayacağını gösterdi. 1980'lere gelindiğinde, her iki faktör nedeniyle, FBR'lerin mevcut hafif su reaktörleriyle ticari olarak rekabet edemeyeceği açıktı. FBR'lerin ekonomisi hala taze uranyum maliyetine göre üretilen plütonyum yakıtının değerine bağlıdır. Fransa'da Phénix , Rusya'da BN-600 reaktörü ve Japonya'da Monju'da çalışan prototiplerle birçok ülkede araştırmalar devam ediyor .

16 Şubat 2006'da Amerika Birleşik Devletleri, Fransa ve Japonya, Küresel Nükleer Enerji Ortaklığını desteklemek için sodyum soğutmalı hızlı üreme reaktörlerini araştırmak ve geliştirmek için bir anlaşma imzaladı . Damızlık reaktörleri de IV . Nesil reaktör programı kapsamında incelenmektedir .

Erken prototipler sorunlarla boğuştu. Sıvı sodyum soğutucu oldukça yanıcıdır, hava ile temas ettiğinde alev alır ve suyla temas ettiğinde patlar. Japonya'nın hızlı yetiştiricisi Monju Nükleer Santrali , ciddi bir kaza ve sodyum sızıntısı içeren yangından 13 yıl sonra, 2008'de yeniden açılacak. 1997'de Fransa, Superphenix reaktörünü kapatırken, daha önce inşa edilen Phenix, 2009'da planlandığı gibi kapandı.

Daha yüksek uranyum fiyatlarında üretici reaktörler ekonomik olarak haklı olabilir. Birçok ülkenin devam eden damızlık araştırma programları vardır. Çin, Hindistan ve Japonya, önümüzdeki on yıllarda damızlık reaktörlerin büyük ölçekli kullanımını planlıyor. Bunların işletilmesinde 300 reaktör-yıllık deneyim kazanılmıştır.

Haziran 2008 itibariyle sadece iki ticari üretici vardır ve reaktör dereceli plütonyum üretim oranı çok düşüktür (20 ton/yıl). Reaktör sınıfı plütonyum, MOX yakıtına işleniyor. Uranyum çıkarılma hızının (46.403 ton/yıl) yanında, bu zirve uranyumdan kurtulmak için yeterli değil; bununla birlikte, bunun nedeni yalnızca mayınlı ve yeniden işlenmiş uranyum oksitin bol ve ucuz olmasıdır, bu nedenle yeni yakıt üretmek ekonomik değildir. Gerektiğinde büyük miktarlarda yeni yakıt üretmeye geçebilirler ve kısa sürede çok daha fazla üreme reaktörü inşa edilebilir.

Kuluçka makinesi

Toryum , uranyuma alternatif bir yakıt döngüsüdür. Toryum, uranyumdan üç kat daha bol. Toryum-232 kendi içinde bölünebilir değil, verimlidir . Bir damızlık reaktöründe bölünebilir uranyum-233'e dönüştürülebilir . Buna karşılık, uranyum-233, uranyum-235'e ve özellikle plütonyum- 239'a kıyasla, nötron yakalama ile daha küçük miktarlarda transuranik üretilmesi avantajıyla fisyon haline getirilebilir .

Toryum yakıt çevriminin birçok çekici özelliği olmasına rağmen, büyük ölçekte geliştirme zorluklarla karşılaşabilir:

• Ortaya çıkan U-233 yakıtının üretilmesi pahalıdır.
• Işınlanmış toryum yakıtından kimyasal olarak ayrılan U-233, oldukça radyoaktiftir.
• Ayrılmış U-233 her zaman U-232 izleriyle kirlenir
• Yüksek radyoaktif Th-228 nedeniyle toryumun geri dönüştürülmesi zordur
• U-233 kendi başına ayrılabilirse, silahların yayılması riski olur
• Ve yeniden işlemede teknik sorunlar var.

LFTR gibi sıvı çekirdek ve erimiş tuz reaktörlerinin savunucuları , bu teknolojilerin katı yakıtlı reaktörlerde bulunan yukarıda bahsedilen toryumun dezavantajlarını ortadan kaldırdığını iddia eder.

New York , Buchanan'daki Indian Point elektrik santralindeki (Indian Point Unit 1) ilk başarılı ticari reaktör Toryum ile çalıştı. İlk çekirdek beklentileri karşılamadı.

Hintlilerin toryuma olan ilgisi, onların önemli rezervlerinden kaynaklanmaktadır. Dünyadaki toryum rezervlerinin neredeyse üçte biri Hindistan'da. Hindistan Atom Enerjisi Dairesi (DAE), Kalpakkam'da 500 MWe'lik bir prototip reaktör inşa edeceğini söylüyor. Her biri 500 MWe'lik dört damızlık reaktör için planlar var - ikisi Kalpakkam'da ve ikisi henüz kararsız bir yerde.

Çin, toryum erimiş tuz damızlık reaktör teknolojisinde bir araştırma ve geliştirme projesi başlattı. Ocak 2011'de Çin Bilimler Akademisi'nin (CAS) yıllık konferansında resmi olarak duyuruldu . Nihai hedefi, yaklaşık 20 yıl içinde toryum bazlı bir erimiş tuz üretici nükleer sistemini araştırmak ve geliştirmektir. 5 MWe'lik bir araştırma MSR'si, görünüşe göre, 2015 hedef operasyonu ile Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'nde (Akademi altında) yapım aşamasındadır.

Arz-talep açığı

Nükleer silah stoklarındaki azalma nedeniyle, sivil nükleer reaktörlerde kullanılmak üzere büyük miktarda eski silah uranyumu serbest bırakıldı. Sonuç olarak, 1990'dan başlayarak, uranyum nükleer güç gereksinimlerinin önemli bir kısmı, yeni çıkarılan uranyum yerine eski silah uranyumu tarafından sağlandı. 2002'de çıkarılan uranyum, nükleer enerji ihtiyacının sadece yüzde 54'ünü sağlıyordu. Ancak eski silahların uranyum arzı tükendiği için madencilik arttı, öyle ki 2012'de madencilik reaktör gereksinimlerinin yüzde 95'ini sağladı ve OCED Nükleer Enerji Ajansı ve Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı arzdaki açığın daha da artacağını öngördü. 2013 yılında tamamen silindi.

Uranyum talebi, madencilik üretimi ve açığı

Ülke	Uranyum gerekli 2006-08	dünya talebinin yüzdesi	Yerli madencilik üretimi 2006	Açık (-fazla)
Amerika Birleşik Devletleri	18.918 ton (42 × 10 6  lb)^	%29.3	2.000 ton (4,4 × 10 6  lb)^	16.918 ton (37 × 10 6  lb) ^
Fransa	10.527 ton (23 × 10 6  lb)^	%16.3	0	10.527 ton (23 × 10 6  lb) ^
Japonya	7.659 ton (17 × 10 6  lb)^	%11.8	0	7.659 ton (17 × 10 6  lb) ^
Rusya	3.365 ton (7.4 × 10 6  lb)^	%5,2	4.009 ton (8,8 × 10 6  lb)^	-644 ton (−1.4 × 10 6  lb) ^
Almanya	3.332 ton (7.3 × 10 6  lb)^	%5,2	68,03 ton (0,1500 × 10 6  lb)^	3.264 ton (7.2 × 10 6  lb) ^
Güney Kore	3.109 ton (6.9 × 10 6  lb)^	%4.8	0	3.109 ton (6.9 × 10 6  lb) ^
Birleşik Krallık	2.199 ton (4,8 × 10 6  lb)^	%3.4	0	2.199 ton (4,8 × 10 6  lb) ^
Dünyanın geri kalanı	15.506 ton (34 × 10 6  lb)^	%24.0	40.327 ton (89 × 10 6  lb)^	-24.821 ton (−55 × 10 6  lb) ^
Toplam	64.615 ton (140 × 10 6  lb)^	%100.0	46.403 ton (100 × 10 6  lb)^	18.211 ton (40 × 10 6  lb) ^

Bireysel uluslar için

On bir ülke, Almanya, Çek Cumhuriyeti, Fransa, Demokratik Kongo Cumhuriyeti, Gabon, Bulgaristan, Tacikistan, Macaristan, Romanya, İspanya, Portekiz ve Arjantin, uranyum üretiminin zirvesini gördü ve nükleer programları için ithalata güveniyor. Diğer ülkeler en yüksek uranyum üretimlerine ulaştılar ve şu anda düşüşteler.

• Almanya - 1946 ve 1990 arasında Wismut, eski Doğu Alman uranyum madencilik şirketi, etrafında 220 kiloton (490 olmak üzere toplam üretilen × 10 ⁶  uranyum lb). Doruk sırasında üretim 7 kilotonla (15 aştı x 10 ⁶  yılda lb). 1990'da, Alman birliğinin bir sonucu olarak uranyum madenciliği durduruldu. Şirket dünya pazarında rekabet edemedi. Uranyumun üretim maliyeti dünya fiyatının üç katıydı.^^

• Hindistan - zaten üretim zirvesine ulaşmış olan Hindistan, kendisini, mütevazi ve azalan uranyum kaynaklarını silah programlarını devam ettirmek için bir kaynak olarak kullanmak ya da bunları elektrik üretmek için kullanmak arasında zor bir seçim yapmakta buluyor. Hindistan bol miktarda toryum rezervine sahip olduğundan, toryum yakıt çevrimiyle çalışan nükleer reaktörlere geçiş yapıyor .

• İsveç – İsveç 1965 yılında uranyum üretimine başladı ancak hiçbir zaman karlı olmadı. 1969'da uranyum madenciliğini durdurdular. Ardından İsveç, Amerikan hafif su reaktörlerine dayalı büyük bir projeye girişti. Günümüzde İsveç, uranyumunu çoğunlukla Kanada, Avustralya ve eski Sovyetler Birliği'nden ithal ediyor.

• Birleşik Krallık – 1981: Birleşik Krallık'ın uranyum üretimi 1981'de zirve yaptı ve arz tükeniyor. Yine de İngiltere hala daha fazla nükleer santral inşa etmeyi planlıyor.
• Fransa - 1988: Fransa'da uranyum üretimi 3.394 ton (7.5 bir pik elde x 10 ⁶  Fransa iç kaynaklardan olan reaktör talep yarısını karşılamak için yeterli zaman, 1988 lb). 1997 itibariyle, üretim 1991 seviyelerinin 1/5'iydi. Fransa 1997'den beri pazar payını önemli ölçüde azalttı. 2002'de Fransa'nın uranyumu bitti.^

ABD uranyum üretimi 1960'da ve yine 1980'de zirve yaptı (ABD Enerji Bilgi İdaresi)

• US - 1980: Birleşmiş Devletler 1953 yıllık ABD üretim 16.810 ton (37 zirve 1980 kadar uranyum dünyanın lider üreticisi olan x 10 ⁶  Ib) (u ₃ O ₈ ), OECD Redbook göre yöntem. CRB Yıllığı göre, ABD üretim zirvesi 19.822 ton (44 idi x 10 ⁶  pound). ABD üretimi, 1996'da 6,3 milyon pound (2,9 kt) uranyum oksitle (U ₃ O ₈ ) başka bir maksimuma ulaştı , ardından birkaç yıl için üretime daldı. 2003 ve 2007 yılları arasında uranyum talebi arttıkça üretimde %125'lik bir artış olmuştur. Ancak 2008 yılı itibariyle üretim seviyeleri 1980 seviyelerine geri dönmemiştir.^^

Uranyum madenciliği, son açık ocak madeninin 1992'de kapatılmasıyla azaldı (Shirley Basin, Wyoming). Amerika Birleşik Devletleri üretimi aşağıdaki eyaletlerde (azalan sırada) meydana geldi: New Mexico, Wyoming, Colorado, Utah, Texas, Arizona, Florida, Washington ve Güney Dakota. Uranyum fiyatlarının çöküşü, tüm geleneksel madenciliğin 1992 yılına kadar durdurulmasına neden oldu. "Yerinde" kurtarma veya ISR, öncelikle Wyoming'de ve komşu Nebraska'da devam etti ve yakın zamanda Teksas'ta yeniden başladı.

• Kanada - 1959, 2001 ?: Kanadalı uranyum üretiminin ilk aşaması 12'den fazla kiloton (26 zirve yaptı × 10 ⁶  1959 yılında lb) keşif 1970'lerde testere yeniden ilgi ve kuzey Saskatchewan Athabasca Havzası'nda önemli keşifler sonuçlandı. Üretim 12.522 ton (28 uranyum üretimi ikinci kez doruğa × 10 ⁶  açık yeni madenlere on yıldan fazla alacağına inanır 2001 Uzmanlar lb).^^

Dünya zirvesi uranyum

Dünya uranyum arz limitlerinin tarihsel görüşleri

1943 yılında Alvin M. Weinberg ve ark. nükleer santral yakıtı olarak sadece U-235 kullanılması durumunda nükleer enerji üzerinde ciddi sınırlamalar olduğuna inanıyordu. Neredeyse sonsuz enerji çağını başlatmak için üremenin gerekli olduğu sonucuna vardılar.

1956'da M. King Hubbert , üreme ve yeniden işlemenin ekonomik süreçlere dönüşeceğini varsayarak, dünyadaki bölünebilir rezervlerin en azından önümüzdeki birkaç yüzyıl için yeterli olduğunu ilan etti.

1975'te ABD İçişleri Bakanlığı , Jeolojik Araştırmalar, "Bilinen ABD Uranyum Rezervleri Talebi Karşılamayacak" basın bildirisini dağıttı. ABD'nin uranyum ithalatına bağımlı olmaması tavsiye edildi.

karamsar tahminler

All-Atomic Comics'in (1976) karamsar uranyum arz tahminlerini nükleer güce karşı bir argüman olarak gösteren Paneli .

Aşağıdaki kaynakların tümü, en yüksek uranyumu tahmin ediyor:

• Pennsylvania Eyalet Koleji Maden Endüstrileri Okulu Dekanı Edward Steidle, 1952'de bölünebilir element kaynaklarının ticari ölçekli enerji üretimini desteklemek için çok küçük olduğunu tahmin etti.

• Robert Vance geri Kızıl Kitaplar arasında durmadan uranyum üretiminin 40 yıl bakarken, küresel üretim 69.683 ton (150, 1980 yılında elde edildiği zirveye bulundu 1980 × 10 ⁶  22 ülkeden lb). 2003 yılında uranyum üretimi 35.600 ton (78 seviyesinde gerçekleşti × 10 ⁶  19 ülkeden lb).^^

• 1981 Birleşik Krallık 1997-2003 eski çevre bakanı ve BK Parlamento Üyesi Michael Meacher , 1981'de en yüksek uranyumun meydana geldiğini bildiriyor. Ayrıca, uranyumun 2013'ten önce büyük bir kıtlık ile birlikte istifleme ile birlikte olacağını ve değerinin en yüksek seviyeye yükseldiğini tahmin ediyor. değerli metal seviyeleri.

• 1989–2015 MC Günü, uranyum rezervlerinin 1989 gibi kısa sürede tükenebileceğini, ancak daha iyimser bir şekilde 2015 yılına kadar tükeneceğini öngördü.

• 2034 Ceedata Consulting'de bağımsız bir analist olan Jan Willem Storm van Leeuwen , nükleer enerji üretimi için gerekli olan yüksek kaliteli uranyum cevherinin mevcut tüketim seviyelerinde yaklaşık 2034 yılına kadar süreceğini iddia ediyor. uranyum ekstraktının sağladığı elektrik gücünün fiyatını aşacaktır.

• 2035 Energy Watch Group , yüksek uranyum fiyatlarına rağmen, uranyum üretiminin 2035 yılına kadar zirveye ulaşacağını ve ancak o zamana kadar nükleer santrallerin yakıt talebini karşılamanın mümkün olacağını hesapladı.

Çeşitli kurumlar bu kaynakların ne kadar süreceğini tahmin etmeye çalıştı.

• Avrupa Komisyonu 2001 yılında, mevcut uranyum tüketimi düzeyinde, bilinen uranyum kaynaklarının 42 yıl süreceğini söyledi. Askeri ve ikincil kaynaklara eklendiğinde kaynaklar 72 yıla kadar uzayabiliyordu. Ancak bu kullanım oranı, nükleer gücün dünyanın enerji arzının sadece bir kısmını sağlamaya devam ettiğini varsayar. Elektrik kapasitesi altı kat artırılsaydı, 72 yıllık tedarik sadece 12 yıl sürecekti.

• OECD: OECD , NEA ve IAEA endüstri gruplarına göre 130 ABD$/kg fiyatla ekonomik olarak geri kazanılabilen, dünyanın mevcut ölçülen uranyum kaynakları , mevcut tüketimde 100 yıl dayanmaya yeterlidir.

• Avustralya Uranyum Derneği'ne göre , dünyanın mevcut tüketim oranının yılda 66.500 ton uranyum olduğunu ve dünyanın mevcut ölçülen uranyum kaynaklarının (4,7 Mt) 70 yıl yetecek kadar olduğunu varsayarsak, yine bir başka endüstri grubu.

İyimser tahminler

Aşağıdaki tüm referanslar, arzın talepten çok daha fazla olduğunu iddia ediyor. Bu nedenle, en yüksek uranyumu tahmin etmezler.

• M. King Hubbert 1956'daki dönüm noktası niteliğindeki makalesinde şöyle yazmıştı: "Ancak, insanlığın uluslararası sorunlarını çözebilmesi ve nükleer silahlarla kendini yok etmemesi ve dünya nüfusunu sağlaması (şimdi iki katına çıkacak bir hızla genişleyen) sağlanması şartıyla söz vardır. Yüzyıldan daha az) bir şekilde kontrol altına alınabilir, böylece en azından 'öngörülebilir gelecek'in önümüzdeki birkaç yüzyılı için ihtiyaçlarımız için yeterli bir enerji kaynağı bulmuş olabiliriz." Hubbert'in çalışması, üretici reaktörlerin ışığın yerini alacağını varsayıyordu. su reaktörleri ve uranyum plütonyuma dönüştürülür (ve muhtemelen toryum uranyuma dönüştürülür). Ayrıca, yeniden işlemenin ekonomik araçlarının keşfedileceğini varsayıyordu. Politik, ekonomik ve nükleer yayılma nedenleriyle plütonyum ekonomisi hiçbir zaman gerçekleşmedi. Onsuz, uranyum bir defaya mahsus bir süreçte kullanılır ve çok daha kısa sürede zirveye ulaşır ve tükenir. Bununla birlikte, şu anda, yeni uranyumu topraktan çıkarmanın, yeniden işlenmiş uranyum kullanmaktan genellikle daha ucuz olduğu bulunmuştur ve bu nedenle yeniden işlenmiş uranyum kullanımı sadece birkaç ülke ile sınırlıdır.

• OECD, 2002 yılı dünya nükleer elektrik üretim oranları, LWR, tek geçişli yakıt çevrimi ile, bilinen kaynakları kullanarak 85 yıl ve bilinen ve henüz keşfedilmemiş kaynakları kullanarak 270 yıl sürecek yeterli konvansiyonel kaynak olduğunu tahmin ediyor. Yetiştiriciler ile bu süre 8.500 yıla kadar uzar.

Uranyum için 300$/kg ödemeye hazırsanız, okyanusta çok büyük bir miktar mevcuttur. Yakıt maliyeti, kWh başına nükleer enerji toplam maliyetinin yalnızca küçük bir kısmını oluşturduğundan ve ham uranyum fiyatı da toplam yakıt maliyetlerinin küçük bir kısmını oluşturduğundan, uranyum fiyatlarındaki bu tür bir artışın çok önemli bir artış içermeyeceğini belirtmekte fayda var. üretilen kWh başına toplam maliyette.

• 1983'te fizikçi Bernard Cohen , uranyumun tükenmez olduğunu ve bu nedenle yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kabul edilebileceğini öne sürdü. Deniz suyundan çıkarılan doğal olarak yenilenen uranyumla beslenen hızlı reaktörlerin , en azından güneşin beklenen beş milyar yıllık ömrü kadar enerji sağlayabileceğini iddia ediyor . Uranyum dünyadaki sınırlı bir mineral kaynağı iken, güneşteki hidrojen de sınırlıdır - bu nedenle, Cohen'in iddia ettiği gibi nükleer yakıtın kaynağı bu tür zaman ölçeklerinde dayanabiliyorsa, nükleer enerji güneş enerjisi kadar sürdürülebilirdir. veya bu gezegende hayatta kalan yaşamın zaman ölçeğinde sürdürülebilirlik açısından başka herhangi bir enerji kaynağı.

Biz böylece kalan 5 × 10 için tüm dünyanın enerji gereksinimleri olduğu sonucuna ⁹ yeryüzündeki yaşamın varlığının yr nedeniyle yakıt maliyetlerine 1 olduğunca göre% yükselen elektrik maliyeti olmaksızın üretken reaktörlerde tarafından temin edilebilir. Bu, bu terimin genel olarak kullanıldığı anlamda "yenilenebilir" bir enerji kaynağı tanımıyla tutarlıdır.

Onun kağıt 16 kilotonla (35 oranında deniz suyundan uranyum çıkarma kabul x 10 ⁶  uranyum yılda lb). Uranyum mevcut talebin 70 kilotonla (150 yakın x 10 ⁶  yılda lb); bununla birlikte, damızlık reaktörlerin kullanılması, uranyumun günümüze göre en az 60 kat daha verimli kullanılacağı anlamına gelir. ^^

• 2004 yılında Amerikan Enerji Bağımsızlığı için yazan bir nükleer mühendis olan James Hopf, standart reaktörler için bile birkaç yüz yıllık geri kazanılabilir uranyum arzı olduğuna inanıyor. Yetiştirici reaktörler için "aslında sonsuzdur".

Aşağıdaki tüm referanslar, arzın talepten çok daha fazla olduğunu iddia ediyor. Bu nedenle, yakın gelecekte uranyumun tükenmeyeceğine inanıyorlar.

• UAEK tahmin ediyor talebin cari oranda bilinen tek rezervlerini kullanarak ve en az 100 yıl yetecek kadar uranyum olduğunu bir kez yoluyla nükleer döngüsü varsayarak. Ancak, bilinen tüm birincil rezervler, ikincil rezervler, keşfedilmemiş ve geleneksel olmayan uranyum kaynakları kullanılırsa, uranyum 47.000 yılda tükenecektir.

• Kenneth S. Deffeyes , eğer biri onda biri kadar zengin cevheri kabul edebiliyorsa, mevcut uranyum arzının 300 kat arttığını tahmin ediyor. Makalesi, cevherlerdeki uranyum konsantrasyonunun log-normal dağılımlı olduğunu gösteriyor. Nispeten az yüksek dereceli uranyum ve çok düşük dereceli uranyum arzı büyük.

• Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde profesör ve eski Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanı olan Ernest Moniz , 2009'da bol miktarda uranyumun kullanılmış nükleer yakıtı yeniden işleme planlarını sorguladığını söyledi. Yeniden işleme planları, uranyumun kıt olduğu düşünülen onlarca yıl öncesine dayanıyor. Ama şimdi, "kabaca konuşursak, uzun, uzun bir süredir kulaklarımızdan uranyum geliyor" dedi Profesör Moniz.

Olası etkiler ve sonuçlar

Uranyum üretimi azaldıkça, uranyum fiyatlarının artması beklenir. Bununla birlikte, uranyum fiyatı, bir nükleer santral işletme maliyetinin yalnızca %9'unu oluşturur, kömürle çalışan bir elektrik santralindeki kömür maliyetinden (%77) veya bir gazdaki doğal gaz maliyetinden çok daha düşüktür. ateşlenen elektrik santrali (% 93).

Uranyum, petrol ve kömür gibi geleneksel enerji kaynaklarından birkaç temel açıdan farklıdır. Bu farklılıklar, kısa vadeli uranyum kıtlığının etkilerini sınırlar, ancak çoğunun nihai tükenme üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Bazı temel özellikler şunlardır:

• Uranyum piyasası çeşitlidir ve hiçbir ülkenin fiyatları üzerinde tekel etkisi yoktur.
• Uranyumun son derece yüksek enerji yoğunluğu sayesinde, birkaç yıllık yakıtın depolanması mümkündür.
• Hizmet dışı bırakılmış nükleer silahlar, yeniden zenginleştirmeye uygun tükenmiş uranyum kuyrukları ve mevcut stoklar dahil olmak üzere, halihazırda mayınlı uranyumun önemli ikincil kaynakları mevcuttur.
• Bilinen uranyum rezervlerinin yaklaşık 800 katı olan büyük miktarlarda uranyum, deniz suyunda aşırı derecede seyreltik konsantrasyonlarda bulunur.
• Deniz suyu uranyum ekstraksiyonu ile birlikte hızlı nötron reaktörlerinin tanıtılması , uranyum arzını neredeyse tükenmez hale getirecektir. Şu anda dünya çapında, Hindistan, Japonya, Rusya ve Çin'de çalışan yedi deneysel hızlı nötron reaktörü var.

Hızlı nötron reaktörler ( üretken reaktörler ) büyük miktarlarda kullanmak olabilir uranyum-238 dolaylı olarak dönüştürülmesi plütonyum-239 yerine temel olarak sadece fisyon daha uranyum-235 ( bir 100 artış yaklaşık faktörü için, orijinal çıkarılmış uranyum% 0.7) uranyum kullanım verimliliği. Konvansiyonel rezerv tahminleri ile yerkabuğundaki toplam 40 trilyon ton uranyum (3*10 ¹⁹ tonluk kütlesi üzerinde toplanan eser konsantrasyonlar ) arasında orta düzeydedir, aksi takdirde pratik olandan daha düşük tenörlü ama yine de ortalama kayadan daha yüksek konsantrasyonlu cevherler vardır. . Buna göre, kaynak rakamları ekonomik ve teknolojik varsayımlara bağlıdır.

uranyum fiyatı

ABD doları cinsinden aylık uranyum spot fiyatı.

Uranyum spot fiyatı Ocak 2001'de U ₃ O ₈ pound başına 6.40 ABD Doları'ndan , Haziran 2007'de 135 ABD Doları'na yükseldi. Uranyum fiyatları o zamandan beri önemli ölçüde düştü. Şu anda (15 Temmuz 2013) uranyum spotu 38 ABD Dolarıdır.

2007'deki yüksek fiyat, azalan silah stoklarından ve Puro Gölü Madeni'ndeki bir selden ve daha fazla reaktörün devreye girmesi nedeniyle talepte beklenen artışlardan kaynaklandı ve bu da bir uranyum fiyat balonuna yol açtı . Madenciler ve Kamu Hizmetleri, uranyum fiyatları konusunda acı bir şekilde bölünmüş durumda.

Fiyatlar yükseldikçe, üretim mevcut madenlerden yanıt verir ve daha yeni, geliştirilmesi daha zor veya daha düşük kaliteli uranyum cevherlerinden üretim başlar. Şu anda, yeni üretimin çoğu Kazakistan'dan geliyor . Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'nde üretim artışı bekleniyor. Ancak şu anda çevrim içi olmayı bekleyen projelerin sayısı 1970'lere göre çok daha az. Mevcut veya planlanan madenlerden yapılan üretimin daha yüksek fiyatlara tepki verdiğine veya tepki vereceğine dair bazı cesaret verici işaretler var. Uranyum arzı son zamanlarda çok esnek olmayan hale geldi. Talep arttıkça fiyatlar dramatik bir şekilde tepki veriyor.

2018 itibariyle nükleer yakıtın fiyatı, pound başına 38,81 ABD Doları, 2013'ten 81 sent ve 2017'den 1 sent daha fazla, enflasyondan çok daha düşük bir seviyede sabit kaldı. Böyle düşük ve istikrarlı bir fiyata üreme ekonomik değildir.

Sözleşme sayısı

Altın, gümüş, bakır veya nikel gibi diğer metallerin aksine, uranyum, Londra Metal Borsası gibi organize bir ticaret borsasında geniş çapta işlem görmemektedir. NYMEX'te işlem görüyor ancak çok düşük hacimde. Bunun yerine, çoğu durumda alıcı ve satıcı arasında doğrudan müzakere edilen sözleşmeler yoluyla alınıp satılmaktadır. Uranyum tedarik sözleşmelerinin yapısı büyük ölçüde değişmektedir. Fiyatlar ya sabittir ya da GSYİH, enflasyon veya döviz kuru gibi ekonomik endekslere yapılan referanslara dayanmaktadır. Sözleşmeler geleneksel olarak uranyum spot fiyatına ve fiyatın yükselebileceği kurallara dayanır. Teslimat miktarları, programları ve fiyatları, sözleşmeden sözleşmeye ve genellikle bir sözleşme süresi içinde teslimattan teslimata değişir.

Uranyum madenciliği yapan şirketlerin sayısı az olduğu için mevcut sözleşmelerin sayısı da azdır. Dünyanın en büyük iki madeninin su basması ve nükleer savaş başlıklarından kurtarılan uranyum miktarının hizmetten kaldırılması nedeniyle erzak sıkıntısı yaşanıyor. Metale olan talep yıllardır sabit kalırken, yeni nükleer santrallerin devreye girmesiyle uranyum fiyatının artması bekleniyor.

madencilik

Artan uranyum fiyatları, yeni uranyum madenciliği projelerine yatırım çekiyor. Madencilik şirketleri, yüzlerce iş ve milyonlarca telif hakkı vaadiyle terk edilmiş uranyum madenlerine geri dönüyor. Bazı yerliler onları geri istiyor. Diğerleri, riskin çok büyük olduğunu ve bu şirketleri "kanser tedavisi bulunana kadar" durdurmaya çalışacaklarını söylüyor.

Elektrik hizmetleri

Birçok kamu hizmeti şirketinin geniş stokları olduğundan ve aylar öncesinden plan yapabildiğinden, daha yüksek uranyum maliyetleri konusunda bekle-gör yaklaşımı benimserler. 2007 yılında, planlanan reaktörlerin duyuruları veya yeni reaktörlerin devreye girmesi nedeniyle spot fiyatlar önemli ölçüde yükseldi. Yükselen bir maliyet ortamında uranyum bulmaya çalışanlar, bir satıcı piyasası gerçeğiyle yüzleşmek zorunda kalıyorlar. Satıcılar önemli miktarlarda satmak konusunda isteksiz olmaya devam ediyor. Satıcılar daha uzun süre bekleyerek, ellerinde bulundurdukları malzeme için daha yüksek bir fiyat elde etmeyi umarlar. Öte yandan kamu hizmetleri, uzun vadeli uranyum sözleşmelerini kilitlemeye çok hevesli.

NEA'ya göre, nükleer üretim maliyetlerinin doğası, elektrik üretim maliyetleri önemli ölçüde artmadan önce uranyum maliyetlerinde önemli artışlara izin veriyor. Uranyum maliyetlerindeki %100'lük bir artış, elektrik maliyetinde yalnızca %5'lik bir artışa neden olur. Bunun nedeni, uranyumun gaza dönüştürülmesi, zenginleştirilmesi, tekrar sarı keke dönüştürülmesi ve yakıt elementlerine dönüştürülmesi gerektiğidir. Bitmiş yakıt tertibatlarının maliyetine, hammaddelerin maliyeti değil, işleme maliyetleri hakimdir. Ayrıca, bir nükleer santralden elde edilen elektriğin maliyetine, yakıt maliyeti değil, yüksek sermaye ve işletme maliyetleri hakimdir. Bununla birlikte, uranyum fiyatındaki herhangi bir artış, sonunda ya doğrudan ya da bir yakıt ek ücreti yoluyla tüketiciye yansıtılır. 2020 itibariyle bu olmadı ve nükleer yakıtın fiyatı üremeyi ekonomik olmaktan çıkaracak kadar düşük.

yedekler

Uranyuma bir alternatif, uranyumdan üç kat daha yaygın olan toryumdur. Hızlı damızlık reaktörlere ihtiyaç yoktur. Geleneksel uranyum reaktörleriyle karşılaştırıldığında, toryum yakıt çevrimini kullanan toryum reaktörleri, birim kütle başına yaklaşık 40 kat daha fazla enerji üretebilir. Bununla birlikte, bir toryum yakıt ekonomisi için gereken teknoloji, altyapı ve bilgi birikimini oluşturmak, mevcut ve öngörülen uranyum fiyatlarında ekonomik değildir.

Nükleer enerji fiyatları çok hızlı veya çok yükselirse, enerji şirketleri fosil enerjide (kömür, petrol ve gaz) ve/veya hidro, biyo-enerji, güneş enerjisi, termal elektrik, jeotermal, rüzgar gibi yenilenebilir enerjide ikame arayabilir. , gelgit enerjisi. Hem fosil enerji hem de bazı yenilenebilir elektrik kaynakları (örn. hidro, biyoenerji, güneş termal elektrik ve jeotermal) baz yük olarak kullanılabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Kitabın

• Herring, J.: Uranyum ve Toryum Kaynak Değerlendirmesi, Enerji Ansiklopedisi , Boston Üniversitesi, Boston, 2004, ISBN  0-12-176480-X .

Nesne

• Deffeyes, Kenneth S., MacGregor, Ian D. "Mayınlı Mevduatlarda ve Yerkabuğunda Uranyum Dağılımı" Nihai Rapor, GJBX–1(79), Jeolojik ve Jeofizik Bilimler Bölümü, Princeton Üniversitesi, Princeton, NJ.
• Deffeyes, K., MacGregor, I.: "Dünya Uranyum kaynakları" Scientific American , Cilt. 242, No. 1, Ocak 1980, s. 66-76.