Skąd się bierze uran?

W Polsce mają powstawać elektrownie jądrowe. Mamy do wyboru kilku producentów i kilka różnych typów reaktorów. Który wybierzemy? Wszystko będzie zależało od wymagań jakie zostaną przed polskim atomem postawione. Europejski reaktor EPR (produkuje go francuska firma Areva) jest największym z obecnie oferowanych. Jego moc wynosi 1600 MW. Inną opcją jest znacznie mniejszy (o mocy 1000 MW) reaktor AP1000. Ten ostatni produkowany jest przez amerykańsko-japońskie konsorcjum Westinghous–Toshiba. Na rynku jest jeszcze rosyjski Rosatom (z niemieckim Simensem) i amerykański General Electric z japońskim Hitachi. Niezależnie jednak od wybranej przez nas technologii, sposób przygotowania paliwa jądrowego będzie taki sam.

Wydobycie i wzbogacenie
Uran, tak jak węgiel, wydobywa się spod ziemi. Ale w przeciwieństwie do węgla to, co zostaje wydobyte w kopalniach uranu, nie nadaje się jeszcze do użytku. Minie wiele miesięcy, zanim ruda zamieni się w sprasowane tabletki tlenku uranu i znajdzie we wnętrzu reaktora. Najwięcej rudy uranu wydobywa się w Kanadzie, Australii, Nigrze, Kazachstanie i Namibii. Całkiem spore złoża znajdują się też w Kongu i USA. Naturalną mieszaninę uranu tworzą trzy jego wersje, trzy izotopy. Materiałem rozszczepialnym jest izotop U-235 (którego jądro zbudowane jest z 92 protonów i 143 neutronów), niestety w naturze jest go bardzo mało, bo tylko 0,7 proc. Najwięcej jest uranu 238 (prawie 99,3 proc.). Ten nie może jednak być paliwem dla reaktorów atomowych. Są jeszcze śladowe ilości U-234. Zanim uran wydobyty spod ziemi stanie się paliwem, rudę uranową trzeba oczyścić i wzbogacić.

Co to znaczy? W dosyć skomplikowanym procesie trzeba ze wspomnianych już 0,7 proc. ilość U-235 zwiększyć do kilku procent. Izotop nierozszczepialny jest cięższy od rozszczepialnego tylko o 3 neutrony. Izotopów tego samego pierwiastka nie da się rozdzielić sposobami chemicznymi, a metody mechaniczne muszą być bardzo subtelne. Odpowiedniej technologii nie da się kupić na rynku, bo te same urządzenia wzbogacają paliwo do elektrowni cywilnych, ale mogą je także wzbogacić do poziomu na tyle wysokiego, że nadaje się ono do wybudowania bomby atomowej. Tak więc odpowiednią technologię trzeba stworzyć samemu albo… ukraść. Najpopularniejszy sposób na wzbogacanie to tzw. centryfugi – superszybkie wirówki, wykonujące nawet 90 tys. obrotów na minutę. Siła odśrodkowa powoduje, że izotop cięższy oddziela się od lżejszego. Na świecie wzbogacać uran potrafią Francja, USA, Japonia, Rosja i Chiny. Jest też europejskie konsorcjum Niemcy–Holandia–Wielka Brytania oraz Pakistan. No i Iran oraz Korea Północna.