Dugi put žutog kolača
Wallflower
Uranij je metal. Nalazi se u stijenama, u tlu, čak i u morskoj vodi, u malim količinama gotovo svugdje. I ne samo tamo: u keramici, bojama, u zidovima starijih kuća. Njegovi raspadni produkti dio su pozadinskog zračenja kojim smo stalno okruženi i u tom zračenju živimo kao riba u vodi. A opet, iz te sveprisutne, uglavnom nezamijećene rude nastaje gorivo čija mala količina može grijati grad godinama.
Ta gustoća energije najveća je prednost nuklearnog goriva.
Više od 85% svjetske proizvodnje uranija dolazi iz šest zemalja: Kazahstana, Kanade, Australije, Namibije, Nigera i Rusije. Resursi su geografski koncentrirani, uobičajena priča u energetici. Nafta ima svoje naftovode i kartele, uranij ima rudnike i geopolitiku.
Rudarenje se odvija na tri načina. Površinski i podzemni rudnici, klasika, zemlja se kopa, ruda vadi. I sve zastupljenija metoda: in-situ ispiranje. Bez kopanja, bez premještanja tona zemlje. Kroz ležište se pumpa otopina koja otapa uranij, izvlači se na površinu, filtrira, suši. Danas tako nastaje više od polovice svjetske proizvodnje.
Na kraju procesa dobiva se žuti prašak, uranijev oksid, U₃O₈. Industrija ga zove žuti kolač. Yellowcake. Nije osobito glamurozan naziv za prašinu iz koje se pravi gorivo koje pokreće elektrane.
Transformer
Konverzija. Žuti kolač se nizom kemijskih procesa pretvara u uranijev heksafluorid (UF₆), koji zatim sublimira u plin za obogaćivanje.
Obogaćivanje. Prirodni uranij sadrži svega 0,7% izotopa U-235, onog koji se može fisirati i koji daje energiju. Ostatak je U-238, koji u termalnim reaktorima apsorbira neutron i postaje plutonij. Za lakovodne reaktore koji čine većinu globalnog nuklearnog parka, potreban je uranij obogaćen na 3–5% U-235.
Obogaćivanje se danas gotovo isključivo radi centrifugama, redovi i redovi strojeva, jako brze rotacije, sva ta mehanička kompleksnost za razliku u masi između dva izotopa koju ne možeš osjetiti, vidjeti ni zamisliti bez matematike. Tehnološki zahtjevno, skupo za izgraditi, dugo za licencirati.
Izrada goriva. Obogaćeni UF₆ se pretvara u keramički prah uranijeva dioksida (UO₂), koji se preša i sinterira u male cilindrične pelete, svaka veličine gumice na olovci. Slažu se u metalne cijevi od legure cirkonija, gorivne šipke, koje se grupiraju u gorivne elemente. Ti elementi idu u reaktor.
Stayin’ alive
U jezgri reaktora odvija se kontrolirana lančana reakcija. Neutroni udaraju u U-235, koji se cijepa na dvije manje jezgre i pri tome oslobađa toplinu i nove neutrone. Ti neutroni udaraju u sljedeću atomsku jezgru i reakcija se ponavlja.
Gorivo u lakovodnim reaktorima ostaje u jezgri 3–5 godina. Svaki remont zamjenjuje otprilike trećinu, preostali elementi se preraspoređuju unutar jezgre kako bi se gorivo iskoristilo ravnomjerno. Ulazi s oko 3–5% fisibilnog U-235, izlazi s manje od 1%.
Tri godine u jezgri, i razlika između ulaza i izlaza je nekoliko postotaka.
The Bottleneck
Rudu vadi šest zemalja. Ne zato što drugdje nema uranija, nego zato što se drugdje ne isplati. Ležište koje danas nije isplativo postaje isplativo kad cijena poraste, pa se popis zemalja mijenja s tržištem.
Obogaćivati ga može manje njih. Rusija drži oko četrdeset posto svjetskog kapaciteta, ostatak dijele Urenco, Orano i Kina.
Nije to zato što je centrifuga preteška za izgraditi. Ista kaskada koja gorivo diže na četiri posto ne mora stati na četiri posto. Nastavi li raditi, dolazi do razine koja više nije gorivo. Tko obogaćuje nije tehničko pitanje nego pregovoračko, i pregovori traju od pedesetih.
Sve ostalo u lancu je kemija i strojarstvo. Kopanje, otapanje, sušenje, prešanje, zavarivanje. Jedan korak nije.
Usko grlo nije stijena. Usko grlo je dogovor.
The Same Rock
Uranija i dalje ima posvuda, u istim stijenama i istim zidovima kao i prije.
Onog spremnog za reaktor priprema se na desetak adresa.