Pridobivanje urana: rudarstvo, uporaba in vplivi na zdravje in okolje

2013 uranium mining, by country. Data is taken from.[1]

Pri rudarjenju urana se uranova ruda pridobiva iz zemlje za predelavo. Kazahstan, Kanada in Avstralija so trije največji proizvajalci, ki skupaj proizvedejo 64 % svetovne proizvodnje urana. Uran iz rudarstva se večinoma uporablja kot gorivo za jedrske elektrarne. Zdravstvene in okoljske študije kažejo, da izpostavljenost sevanju predstavlja tveganje za rudarje urana. Kongres je leta 1990 sprejel zakonodajo za pomoč prizadetim zaradi rudarjenja. Julija 2014 je cena uranovega koncentrata ostala blizu petletnega dna, saj je cena urana od najvišje cene januarja 2011 padla za več kot 50 % in odraža izgubo povpraševanja po jedrski nesreči v Fukušimi leta 2011. Nekateri načrti za nove rudnike in širitev rudnikov so bili odloženi.

Metode pridobivanja urana

Uran se pridobiva z več metodami, ki se razlikujejo glede na geološke razmere in razred rude:

Odprti rov (open-pit) – uporaben, kadar so žile blizu površja; relativno nizek strošek pri primernih nahajališčih, vendar povzroči veliko površinskega motenja.
Podzemno rudarjenje (underground mining) – uporablja se pri globljih nahajališčih; varčuje z manjšo površinsko degradacijo, vendar je dražje in bolj nevarno za rudarje zaradi plinov in prašenja.
In situ leaching (ISL) oziroma in situ recovery – kemično izpiranje urana v mestu brez klasičnega izkopavanja; vbrizgava se raztopina (npr. žveplova kislina ali alkalna raztopina), ki raztopi uran, nato se raztopina črpa na površje. Prednost so manjše površinske motnje, glavna skrb pa je onesnaženje podtalnice.

Predelava in uporaba

Po pridobitvi rude se uranova mineralna ruda zdrobi in predela v uranov koncentrat, pogosto imenovan "yellowcake" (navadno vsebuje U3O8). Ta koncentrat se nato prevede, obogati (če je namen uporaba v reaktorjih z obogatenim gorivom) in oblikuje v gorivne palice za jedrske reaktorje. Večina svetovne rabe urana je za proizvodnjo električne energije v lahkovodnih jedrskih elektrarnah, vendar se uran uporablja tudi v medicini (izotopi za odpravo bolezni), v industriji in v vojaške namene (npr. pri proizvodnji jedrskega orožja ali kot dolgovezen topni material v oklepnih prebojnih nabojih, čeprav gre tu za drugačne oblike in postopke).

Vplivi na zdravje

Izpostavljenost uranu in spremljajočim se dejavnikom pri rudarjenju lahko povzroči različne zdravstvene težave:

Sevanje – naravni razpadni produkti urana (npr. radij in radon) oddajajo ionizirajoče sevanje; kronična izpostavljenost povečuje tveganje za pljučni rak, še posebej pri rudarjih, izpostavljenih radonu in njegovim produktom razpada.
Prašenje in silicijev prah – pri rudarjenju in drobljenju rude rudarji vdihavajo delce, kar lahko vodi do respiratornih obolenj in poveča tveganje za raka.
Toksičnost kovin – kemijske spojine urana (ne le izotopi) so lahko toksične za ledvice pri visokih odmerkih.

Zaščitne ukrepe vključujejo nadzor radona v industrijskih prostorih, opremo za zaščito dihal, medicinsko spremljanje delavcev in redno merjenje sevanja. V številnih državah obstajajo posebni programi za nadomestila in zdravstveno pomoč nekdanjim rudarjem in lokalnim prebivalcem.

Okoljski vplivi in sanacija

Rudarjenje urana lahko ima trajne okoljske posledice:

Rudniškega odkritja in odlagališča (tailings) – ostanki po mletju rude vsebujejo radioaktivne elemente (npr. radij-226), težke kovine in druge onesnaževalce. Če tailings niso varno zaprti in zavarovani, lahko pride do odpusta radona, pršenja in izpiranja v okolico.
Podtalnica – še posebej pri in situ leaching lahko pride do sprememb kemije podtalnice, raztapljanja kovin in širjenja radioaktivnih ali toksikih snovi v vodne vire.
Habitat in krajina – odprti rovov in druge površinske dejavnosti posegajo v ekosisteme in lahko ogrozijo biodiverziteto.

Sanacija obsega stabilizacijo in prikrivanje tailings, čiščenje vode, monitoring radioaktivnosti in dolgoročne ukrepe za upravljanje območij, vključno s ponovno vzpostavitvijo površinske pokritosti in nadzornimi programi. Pomembna so tudi sodelovanja z lokalnimi in avtohtonimi skupnostmi, saj so prav te pogosto najbolj prizadete.

Pravni okvir, nadzor in družbeni vidik

Rudarjenje urana je močno regulirano zaradi potencialnih zdravstvenih in varnostnih nevarnosti. Državni in mednarodni organi (npr. jedrske agencije) določajo standarde za varnost pri delu, ravnanje z odpadki in varovanje okolja. V zgodovini so bile sprejete tudi posebne zakonodaje za pomoč prizadetim skupnostim in rudarjem; kot je navedeno, je Kongres je leta 1990 sprejel zakonodajo za pomoč prizadetim zaradi rudarjenja.

Družbeni vidiki vključujejo pravice avtohtonih prebivalcev, vpliv na lokalno gospodarstvo, zaposlitev in nasprotovanje novim projektom zaradi okoljskih in zdravstvenih pomislekov. Pogosto je odločitev o rudnikih tudi politična, saj vključuje tehtanje med potrebami po energiji, gospodarskimi koristmi in skrbstvom za okolje in zdravje ljudi.

Gospodarski vidiki in trendi

Cena urana se je po nesreči v Fukušimi (2011) občutno znižala in povpraševanje se je zmanjšalo, kar je vodilo do odlogov novih projektov in širitve obstoječih rudnikov. Cene so občutljive na spremembe v energijski politiki, začetku ali ustavitvi reaktorjev ter globalnih zalogah in pogodbah. V zadnjih letih so dejavnik tudi strategije držav za znižanje emisij ogljika, kjer jedrska energija igra vlogo v prehodu na nizkoogljično proizvodnjo električne energije.

Zaključek

Pridobivanje urana je kompleksen proces z jasno gospodarsko vlogo pri dobavi goriva za jedrske reaktorje, a prinaša tudi pomembne zdravstvene in okoljske izzive. Učinkovito upravljanje vključuje tehnične rešitve, stroge regulatorne ukrepe, dolgoročno spremljanje in dialog z lokalnimi skupnostmi, da se zmanjša tveganje in zagotovi varna raba virov.

Svetovna proizvodnja urana v letu 2005.

Ozadje

Svetovna proizvodnja urana je leta 2012 znašala 58.000 ton. Kazahstan, Kanada in Avstralija so trije največji proizvajalci, ki skupaj proizvedejo 64 % svetovne proizvodnje urana. Druge pomembne države proizvajalke urana so Niger, Namibija, Rusija, Uzbekistan, Združene države Amerike, Kitajska in Malavi.

Rudarski uran se večinoma uporablja kot gorivo za jedrske elektrarne. Uranove rude se običajno predelajo tako, da se rude zmeljejo do enakomerne velikosti delcev in nato obdelajo, da se uran izloči s kemičnim luženjem. Pri mletju se običajno pridobi suh prah, sestavljen iz naravnega urana, "rumenega kolača", ki se na trgu z uranom prodaja kot U ₃O ₈.

Okolje

Leta 1950 je ameriška služba za javno zdravje začela obsežno študijo rudarjev urana, ki je privedla do prve objave statistične povezave med rakom in rudarjenjem urana, objavljene leta 1962. Zvezna vlada je sčasoma uredila standardno količino radona v rudnikih in 1. januarja 1969 določila raven 0,3 WL.

Od 50 sedanjih in nekdanjih lokacij za pridobivanje urana v 12 zveznih državah jih je 24 opuščenih in so v pristojnosti ameriškega ministrstva za energijo. Med naključnimi izpusti iz obratov za proizvodnjo urana sta razlitje iz obrata za proizvodnjo urana Church Rock v Novi Mehiki leta 1979, ki so ga označili za največjo nesrečo z jedrskimi odpadki v zgodovini ZDA, in izpust goriva podjetja Sequoyah Corporation leta 1986 v Oklahomi.

Kongres je leta 1990 sprejel Zakon o nadomestilu za izpostavljenost sevanju (Radiation Exposure Compensation Act - RECA), ki je zagotavljal odškodnino za prizadete zaradi rudarjenja, leta 2000 pa so bile sprejete spremembe, ki so obravnavale kritike prvotnega zakona.

Ekonomija

Julija 2014 je cena uranovega koncentrata ostala blizu petletnega dna, saj je cena urana padla za več kot 50 % od najvišje cene januarja 2011 in odraža izgubo japonskega povpraševanja po jedrski nesreči v Fukušimi leta 2011. Zaradi še vedno nizkih cen je februarja 2014 rudarska družba Cameco odložila načrte za razširitev proizvodnje v obstoječih kanadskih rudnikih, čeprav je nadaljevala dela za odprtje novega rudnika v Cigar Lakeu. Prav tako februarja 2014 je družba Paladin energy ustavila delovanje svojega rudnika v Malaviju, saj je dejala, da je ta draga dejavnost ob trenutnih cenah izgubila denar.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je rudarjenje urana?

O: Rudarjenje urana je postopek pridobivanja uranove rude iz zemlje za predelavo.

V: Kateri so trije največji proizvajalci urana na svetu?

O: Kazahstan, Kanada in Avstralija so trije največji proizvajalci urana, ki skupaj proizvedejo 64 % svetovne proizvodnje urana.

V: Kako se uran, pridobljen pri rudarjenju, večinoma uporablja?

O: Rudarski uran se večinoma uporablja kot gorivo za jedrske elektrarne.

V: S kakšnim tveganjem se glede na študije lahko soočajo rudarji urana?

O: Zdravstvene in okoljske študije so pokazale, da izpostavljenost sevanju predstavlja tveganje za rudarje urana.

V: Ali je vlada storila kaj, da bi pomagala tistim, ki jih je prizadelo rudarjenje urana?

O: Kongres je leta 1990 sprejel zakonodajo za pomoč prizadetim zaradi rudarjenja.

V: Zakaj se je cena uranovega koncentrata v zadnjih nekaj letih močno znižala?

O: Cena uranovega koncentrata se je z najvišje cene januarja 2011 znižala za več kot 50 %, kar je posledica izgube povpraševanja po jedrski nesreči v Fukušimi leta 2011.

V: Kako je jedrska nesreča v Fukušimi vplivala na načrte za nove rudnike in širitev rudnikov?

O: Nekateri načrti za nove rudnike in širitev rudnikov so bili odloženi zaradi izgube povpraševanja po jedrski nesreči v Fukušimi.