Чернобыль, Припять и зона отчуждения Чернобыльской АЭС

Разработка месторождений урана

Уран обнаружен во многих местах мира, но главные его залежи находятся в Чехословакии, Австралии, Северной Америке и Южной Африке. Основные разработки месторождений урана в США ведут в штатах Нью-Мексико и Вайоминг. Как и уголь, уран добывают методом подземных шахт или открытым способом. Типичная руда может содержать всего лишь 0,2% окиси урана, поэтому, чтобы выделить требуемое количество урана, надо поднять и переработать огромное количество этой самой руды. Данный этап процесса получения ядерного топлива называют «обогащением». После того как уран отделили, необходимо ликвидировать большое количество оставшейся пустой породы или «отходов». Оставшаяся порода главным образом состоит из раздробленных камней и песка, но также содержит ничтожное количество урана, радия и других дочерних радиоактивных продуктов распада. Основная опасность состоит в выделении из «отходов» радиоактивного газа - радона. Поступив в организм при вдохе, он способен вызывать облучение слизистых тканей легких. Когда-то не признавали, и есть примеры, один из которых хорошо известен специалистам, когда строительные фирмы использовали в штате Колорадо пустую породу после извлечения из нее урана в качестве наполнителя при сооружении фундаментов зданий. Это привело к созданию высоких концентраций радона внутри помещений, что рассматривали как неприемлемый для здоровья риск. Конечно, если говорить строго, добыча и обогащение не приводят к созданию новых радиоактивных веществ. Их всего лишь извлекают из недр земли. И тем не менее отходы следует надежно захоронить, засыпав слоем земли, толщиной около 6 метров. В результате выделение радона уменьшится до уровней, характерных для обычной почвы. По этому поводу существуют федеральные правила, оговаривающие условия удаления отходов урановой руды.
Наиболее серьезная опасность для здоровья шахтеров, добывающих урановую руду, состоит во вдыхании радона. Поскольку уран встречается в природе одновременно с радием и продуктами его распада, постоянно образуется определенное количество радиоактивного газа. При открытом способе разработки месторождений урана скопления радона не происходит. Однако в шахтах под землей для уменьшения концентрации скапливающегося радона до безопасного уровня надо обеспечивать интенсивную подачу свежего воздуха. Вдыхание радона и урановой пыли – это серьезная угроза для здоровья для шахтеров - у рабочих урановых рудников отмечалась высокая заболеваемость раком легкого вследствие работы в плохих, невентилируемых условиях. Ученые из США отмечают это  заболевание было распространено в шахтах некоторых областей штата Колорадо.
Сегодня подземелье шахт строго контролируется в целях снижения вредного воздействия газа и пыли на организм работающих. Однако данную опасность нельзя рассматривать изолированно в отрыве от реальных условий. Все производственные операции в любых подземных шахтах известны своей опасностью, причем заболеваемость раком у шахтеров выше, чем у рабочих любой другой крупной отрасли промышленности. Вполне понятно, что общий масштаб заболеваемости, обусловленный добычей ядерного топлива, значительно меньше такового при добыче угля. Это является результатом того, что для производства заданного количества электроэнергии урана нужно немного по сравнению с тем огромным тоннажем угля, который требуется для получения того же количества энергии, но на обычных электростанциях. Например, годовая потребность тепловой электростанции мощностью 1000 МВт составляет 2 млн. тонн угля вместо 175 т урана, полученного из 80 000 т урановой руды (рисунок).

Рисунок -  Сравнение количеств угля и урана, необходимых для выработки 1000 МВт/год электроэнергии.

Ежегодный «смертельный урон» при добыче угля в шахтах намного превышает таковой в любой другой отрасли освоения природных ископаемых. Только в США в угледобывающей промышленности ежегодно происходит в среднем несколько сотен смертельных и несколько тысяч несмертельных травм. Прискорбная статистика свидетельствует, что за последнюю половину 20-го века на угледобывающих шахтах США погибло 100000 человек, причем среди них одна женщина.
Нельзя также недооценивать тех страданий, которые вызывает у шахтеров, добывающих уголь, пневмокониоз - заболевание легких, поражающее сотни тысяч человек.

За подобными рентгеновскими снимками тех, кто провел свое детство в местности, где добывают уголь, врач может представить знакомый образ худого, бледного мужчины среднего возраста, измученного сухим кашлем и страдающего от недостатка кислорода. Подобные случаи регистрируются каждый год у тысячи шахтеров в любом крупном угледобывающем районе мира. Частота несчастных случаев при добыче угля в 12 раз выше, чем при добыче и обогащении урановой руды, при расчете на одно и то же количество вырабатываемой электроэнергии, а хроническая заболеваемость - в 26 раз. Сжигание угля ведет к появлению огромной массы загрязняющих воздух веществ, которые, как было показано, вредны для здоровья человека и наносят урон окружающей среде.
Заключительная стадия цикла получения ядерного топлива состоит в превращении уранового концентрата в газ гексафторид урана. Указанная стадия нужна для обогащения уранового топлива, т. е. увеличения пропорции подверженному радиоактивному распаду 235U, который в природном уране составляет только 1/140 часть. Как мы ранее уже объясняли, для некоторого типа реакторов, включая американские реакторы, охлаждаемые легкой водой, для нормальной работы требуется, чтобы в ядерном топливе содержалось 2 - 4% 235U. Процесс обогащения топлива основан на различии в массе между расщепляемым 235U и более тяжелым нерасщепляемым 238U. Различие лучше всего выявить при пропускании изотопов, находящихся в газообразном состоянии через пористые фильтры. Единственная потенциальная радиационная опасность газодиффузионных установок состоит в утечке в атмосферу газообразного гексафторида урана. Применяя экологически защищенную технологию, можно сохранить утечки на очень низком уровне, делая выброс газа из установки крайне маловероятным событием.