Почему владельцы атомных электростанций в США прибегают к услугам обогащения урана в России?
Частные компании – владельцы атомных электростанций в США – покупают обогащенный урановый продукт (подробнее можно прочитать здесь) у российской компании TENEX. Причина чисто экономическая – погоня за прибылью, поскольку сочетание российских технологий и низких цен на электроэнергию позволяют продавать услуги обогащения дешевле, чем у конкурентов.
Для получения килограмма обогащенного урана, пригодного для использования в ядерных реакторах, требуются определенное количество природного урана и значительные усилия для удаления из него изотопа-238, чтобы содержание урана-235 в полученном продукте было выше, чем в природном составе. Подробнее о процессе производства ядерного топлива можно прочитать здесь
На заводе по обогащению урана получают два основных продукта: обогащенный уран и обедненный уран, из которого извлечен уран-235. Обедненный уран часто называют ядерными хвостами. Несмотря на применяемые технологии обогащения урана, невозможно полностью извлечь уран-235 из хвостов, что приводит к некоторым экономическим и техническим сложностям.
Количество работ, необходимых для обогащения урана, зависит от того, сколько урана-235 остается в ядерных хвостах. Исходное содержание урана-235 в природной руде составляет 0,7%. Чем больше урана-235 в хвостах (например, 0,3% вместо 0,1%), тем меньше требуется работ, но это увеличивает расход природного урана, что является существенной статьей затрат.
К примеру, для производства 1 кг урана с обогащением до 5% и с хвостами 0,25% требуется 10,4 кг природного урана и 7,9 единицы разделительной работы.
Если же мы планируем хвост в 0,2% то природного урана нужно меньше – 9,4 кг, зато работы потребуется больше 8,9 единицы.
Содержание урана-235 в хвостах влияет на итоговую стоимость производства, учитывая цену природного урана и стоимость разделительной работы.
На стоимость разделительной работы самым кардинальным образом влияет цена электроэнергии. Важно отметить, что стоимость электроэнергии сильно различается в разных регионах мира. Например, в Европе электроэнергия обычно стоит дороже, чем в России.
Сегодня в мире уран в основном обогащают в газовых центрифугах. "Росатом" и компания Urenco – единственные владельцы таких технологий. Технология "Росатома" позволяет достигать более низкого (около 0,1%) уровня урана-235 в хвостах по сравнению с технологией Urenco (около 0,3%).
Приведем пример: 1 кг природного урана оценивается примерно в 143 доллара, в то время как средневзвешенная цена одной единицы разделительной работы составляет около 130 долларов. Предположим, что мы имеем 1 кг урана с обогащением до 5%. При использовании хвостов в 0,25% цена такого килограмма урана составит 2514,2 доллара. Однако при использовании хвостов в 0,2% тот же килограмм урана обойдется в 2501,2 доллара.
На первый взгляд разница в 13 долларов может показаться незначительной. Но если учесть большие объемы, например, полную загрузку активной зоны крупного реактора, которая составляет 150 тонн, разница становится более существенной и составляет 1,95 миллиона долларов.
Таким образом, решение частных компаний закупать услугу обогащения у российской компании TENEX обусловлено экономическими причинами, а не монополией России на этом рынке.
В то же время стоимость обогащения урана имеет маргинальное влияние на стоимость электроэнергии, производимой на АЭС, составляя 4%.