Перейти до вмісту

Гексафторид збідненого урану: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Інтерактивний перегляд історії
[неперевірена версія][перевірена версія]
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Створено шляхом перекладу сторінки «Depleted uranium hexafluoride»
Мітки: суміш розкладок у тексті Посилання на сторінки неоднозначності Переклад вмісту Переклад вмісту 2
 
Виправлено джерел: 1; позначено як недійсні: 0.) #IABot (v2.0.9.5
 
(Не показані 15 проміжних версій 7 користувачів)
Рядок 1: Рядок 1:
⚫
'''Гексафторид збідненого урану''' ('''ГЗУ''', {{lang-en|'''DUHF'''}}; також називають '''хвостами збідненого урану''' або '''DUF<sub>6</sub>''')&nbsp;— є побічним продуктом переробки [[Фторид урану(VI)|гексафториду урану]] в [[збагачений уран]]<ref>{{Cite web|url=https://www.wise-uranium.org/edumu.html|title=Uranium Enrichment Tails Upgrading (Re-enrichment)|website=www.wise-uranium.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.emcbc.doe.gov/SEB/DUF6/|title=Operation of Depleted Uranium Hexafluoride (DUF6) Conversion Facilities Project|website=www.emcbc.doe.gov|accessdate=2020-12-26|language=en|archive-date=2021-10-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20211001162745/https://www.emcbc.doe.gov/SEB/DUF6/}}</ref>. Є однією з хімічних форм [[Збіднений уран|збідненого урану]] (до 73-75&nbsp;%), іншими формами є [[Оксид урану(V,VI)|октооксид триурану]] (до 25&nbsp;%) і [[Уран (хімічний елемент)|металевий збіднений уран]] (до 2&nbsp;%)<ref name=":1">{{Cite web|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/conversion-enrichment-and-fabrication/conversion-and-deconversion.aspx|title=Conversion - World Nuclear Association|website=www.world-nuclear.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref name=":0">{{Cite web|last=|first=|date=2016-11-08|title=Depleted Uranium|url=https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170716160623/https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|archivedate=2017-07-16|accessdate=2020-12-26|website=International Atomic Energy Agency|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/uranium-oxide|title=Uranium Oxide - an overview {{!}} ScienceDirect Topics|website=www.sciencedirect.com|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|first=|date=|title=Reade Advanced Materials - Uranium Metal (U) & Depleted Uranium (DU)|url=https://www.reade.com/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20180218150345/http://www.reade.com:80/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|archivedate=2018-02-18|accessdate=2020-12-26|website=www.reade.com|publisher=|language=en}}</ref>. ГЗУ в 1,7 рази менш радіоактивний, ніж гексафторид урану та [[природний уран]]<ref name=":0" />.

⚫
'''Гексафторид збідненого урану''' ('''ГЗУ''', {{lang-en|<b>DUHF</b>}}; також називають '''хвостами збідненого урану''' або '''DUF<sub>6</sub>''') є побічним продуктом переробки [[Фторид урану(VI)|гексафториду урану]] в [[збагачений уран]].<ref>{{Cite web|url=https://www.wise-uranium.org/edumu.html|title=Uranium Enrichment Tails Upgrading (Re-enrichment)|website=www.wise-uranium.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.emcbc.doe.gov/SEB/DUF6/|title=Operation of Depleted Uranium Hexafluoride (DUF6) Conversion Facilities Project|website=www.emcbc.doe.gov|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref> Є однією з хімічних форм [[Збіднений уран|збідненого урану]] (до 73-75%), іншими формами є [[Оксид урану(V,VI)|октооксид триурану]] (до 25%) і [[Уран (хімічний елемент)|металевий збіднений уран]] (до 2%).<ref name=":1">{{Cite web|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/conversion-enrichment-and-fabrication/conversion-and-deconversion.aspx|title=Conversion - World Nuclear Association|website=www.world-nuclear.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref name=":0">{{Cite web|last=|first=|date=2016-11-08|title=Depleted Uranium|url=https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170716160623/https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|archivedate=2017-07-16|accessdate=2020-12-26|website=International Atomic Energy Agency|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/uranium-oxide|title=Uranium Oxide - an overview {{!}} ScienceDirect Topics|website=www.sciencedirect.com|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|first=|date=|title=Reade Advanced Materials - Uranium Metal (U) & Depleted Uranium (DU)|url=https://www.reade.com/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20180218150345/http://www.reade.com:80/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|archivedate=2018-02-18|accessdate=2020-12-26|website=www.reade.com|publisher=|language=en}}</ref> ГЗУ в 1,7 рази менш радіоактивний, ніж гексафторид урану та [[природний уран]].<ref name=":0" />


== Історія ==
== Історія ==
Концепція збідненого та збагаченого урану виникла майже через 150 років після відкриття урану [[Мартін Генріх Клапрот|Мартіном Клапротом]] у 1789 році. У 1938 році два німецькі фізики [[Отто Ган]] і [[Фріц Штрассман]] зробили відкриття поділу [[Ядро атома|атомного ядра]] ізотопу <sup>[[Уран-235|235]]</sup>[[Уран-235|U]], яке було теоретично обґрунтовано [[Ліза Майтнер|Лізою Майтнер]], [[Отто Роберт Фріш|Отто Робертом Фрішем]] і паралельно з ними {{Не перекладено|Готфрід фон Дросте|Готфрідом фон Дросте|en|Gottfried von Droste}} і {{Не перекладено|Зігфрід Флюгге|Зігфрідом Флюгге|en|Siegfried Flügge}}.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.sciencehistory.org/historical-profile/otto-hahn-lise-meitner-and-fritz-strassmann|title=Otto Hahn, Lise Meitner, and Fritz Strassmann|website=Science History Institute|date=2016-06-01|accessdate=2020-12-26}}</ref> <ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.britannica.com/biography/Fritz-Strassmann|title=Fritz Strassmann {{!}} German chemist|website=Encyclopedia Britannica|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite book
Концепція збідненого та збагаченого урану виникла майже через 150 років після відкриття урану [[Мартін Генріх Клапрот|Мартіном Клапротом]] у 1789 році. У 1938 році два німецькі фізики [[Отто Ган]] і [[Фріц Штрассман]] зробили відкриття поділу [[Ядро атома|атомного ядра]] ізотопу <sup>[[Уран-235|235]]</sup>[[Уран-235|U]], яке було теоретично обґрунтовано [[Ліза Майтнер|Лізою Майтнер]], [[Отто Роберт Фріш|Отто Робертом Фрішем]] і паралельно з ними {{Не перекладено|Готфрід фон Дросте|Готфрідом фон Дросте|en|Gottfried von Droste}} і {{Не перекладено|Зігфрід Флюгге|Зігфрідом Флюгге|en|Siegfried Flügge}}<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.sciencehistory.org/historical-profile/otto-hahn-lise-meitner-and-fritz-strassmann|title=Otto Hahn, Lise Meitner, and Fritz Strassmann|website=Science History Institute|date=2016-06-01|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.britannica.com/biography/Fritz-Strassmann|title=Fritz Strassmann {{!}} German chemist|website=Encyclopedia Britannica|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite book
|title=An Outline of the Early Development of Applied Nuclear Energy in Germany. In: Braccini S., Ereditato A., Scampoli P. (eds) The Adventurous Life of Friedrich Georg Houtermans, Physicist (1903-1966)
|title=An Outline of the Early Development of Applied Nuclear Energy in Germany. In: Braccini S., Ereditato A., Scampoli P. (eds) The Adventurous Life of Friedrich Georg Houtermans, Physicist (1903-1966)
|last=Amaldi
|last=Amaldi
Рядок 14: Рядок 13:
|doi=10.1007/978-3-642-32855-8_16
|doi=10.1007/978-3-642-32855-8_16
|isbn=978-3-642-32854-1
|isbn=978-3-642-32854-1
}}</ref> Це відкриття поклало початок мирному і військовому використанню внутрішньої атомної енергії урану.<ref>{{Cite journal|last=Holloway|first=David|year=1981|title=Entering the Nuclear Arms Race: The Soviet Decision to Build the Atomic Bomb, 1939-45|journal=Social Studies of Science|language=en|volume=11|issue=2|pages=159–197|doi=10.1177/030631278101100201|issn=0306-3127|jstor=284865}}</ref> Через рік [[Харитон Юлій Борисович|Юлій Харитон]] і [[Зельдович Яків Борисович|Яків Зельдович]] першими теоретично довели, що при незначному збагаченні природного урану ізотопом <sup>235</sup>U можна запустити процес ланцюгового характеру, створивши необхідні умови для безперервного поділу атомів ядра.<ref>{{Cite book
}}</ref>. Це відкриття поклало початок мирному і військовому використанню внутрішньої атомної енергії урану<ref>{{Cite journal|last=Holloway|first=David|year=1981|title=Entering the Nuclear Arms Race: The Soviet Decision to Build the Atomic Bomb, 1939-45|journal=Social Studies of Science|language=en|volume=11|issue=2|pages=159–197|doi=10.1177/030631278101100201|issn=0306-3127|jstor=284865}}</ref>. Через рік [[Харитон Юлій Борисович|Юлій Харитон]] і [[Зельдович Яків Борисович|Яків Зельдович]] першими теоретично довели, що при незначному збагаченні природного урану ізотопом <sup>235</sup>U можна запустити процес ланцюгового характеру, створивши необхідні умови для безперервного поділу атомів ядра<ref>{{Cite book
|title=The Soviet Atomic Project: How the Soviet Union Obtained the Atomic Bomb
|title=The Soviet Atomic Project: How the Soviet Union Obtained the Atomic Bomb
|last=Pondrom
|last=Pondrom
Рядок 25: Рядок 24:
|doi=10.1142/10865
|doi=10.1142/10865
|isbn=978-981-3235-55-7
|isbn=978-981-3235-55-7
}}</ref> Принцип [[Ланцюгова ядерна реакція|ланцюгової ядерної реакції]] полягає в тому, що хоча б один [[нейтрон]] під час розпаду [[Атом|атома]] ізотопу <sup>235</sup>U буде захоплений іншим атомом <sup>235</sup>U і, відповідно, також викличе його розпад. У цьому процесі чималу роль відіграє ймовірність такого «захоплення». Для збільшення цієї ймовірності необхідне часткове збільшення ізотопу <sup>235</sup>U, який у природному урані становить лише 0,72%, разом із основним ізотопом <sup>[[Уран-238|238]]</sup>[[Уран-238|U]], частка якого складає 99,27% і {{Не перекладено|Уран-234|<sup>234</sup>U|en}} - 0,0055% відповідно. Невелика частка вмісту ізотопу <sup>235</sup>U у природному урані викликала необхідність збагачення природного урану цим ізотопом для використання в якості основного матеріалу для розщеплення в більшості областей [[Ядерні технології|ядерної технології]].
}}</ref>. Принцип [[Ланцюгова ядерна реакція|ланцюгової ядерної реакції]] полягає в тому, що хоча б один [[нейтрон]] під час розпаду [[атом]]а ізотопу <sup>235</sup>U буде захоплений іншим атомом <sup>235</sup>U і, відповідно, також викличе його розпад. У цьому процесі чималу роль відіграє ймовірність такого «захоплення». Для збільшення цієї ймовірності необхідне часткове збільшення ізотопу <sup>235</sup>U, який у природному урані становить лише 0,72&nbsp;%, разом із основним ізотопом <sup>[[Уран-238|238]]</sup>[[Уран-238|U]], частка якого складає 99,27&nbsp;% і [[Уран-234|<sup>234</sup>U]]&nbsp;— 0,0055&nbsp;% відповідно. Невелика частка вмісту ізотопу <sup>235</sup>U у природному урані викликала необхідність збагачення природного урану цим ізотопом для використання основним матеріалом для розщеплення в більшості областей [[Ядерні технології|ядерної технології]].


З часом у процесі удосконалення ядерних технологій були визначені оптимальні техніко-економічні рішення для збільшення частки <sup>235</sup>U, тобто збагачення урану і, як наслідок цих процесів, поява еквівалентної кількості збідненого урану із вмістом ізотопу <sup>235</sup>U менше 0,72%.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.ffi.no/en/publications-archive/uranium-enrichment-technologies|title=Uranium enrichment technologies|website=English|accessdate=2020-12-26}}</ref> Вміст <sup>235</sup>U в збідненому урані, що утворюється в [[Збагачений уран|процесі збагачення,]] залежить від мети збагачення.<ref>{{Cite book
З часом у процесі удосконалення ядерних технологій були визначені оптимальні техніко-економічні рішення для збільшення частки <sup>235</sup>U, тобто збагачення урану і, як наслідок цих процесів, поява еквівалентної кількості збідненого урану із вмістом ізотопу <sup>235</sup>U менше 0,72&nbsp;%<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.ffi.no/en/publications-archive/uranium-enrichment-technologies|title=Uranium enrichment technologies|website=English|accessdate=2020-12-26}}</ref>. Вміст <sup>235</sup>U в збідненому урані, що утворюється в [[Збагачений уран|процесі збагачення,]] залежить від мети збагачення<ref>{{Cite book
|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1411_web.pdf
|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1411_web.pdf
|title=Use of Reprocessed Uranium: Challenges and Options
|title=Use of Reprocessed Uranium: Challenges and Options
Рядок 35: Рядок 34:
|language=en
|language=en
|isbn=978-92-0-106409-7
|isbn=978-92-0-106409-7
}}</ref>
}}</ref>.


=== Конкуренція ===
=== Конкуренція ===
До середини 1960-х років [[Сполучені Штати Америки|Сполучені Штати]] мали [[Монополія|монополію]] на постачання уранового палива для [[Атомна електростанція|атомних електростанцій]] країн Заходу.<ref>{{Cite book
До середини 1960-х років [[Сполучені Штати Америки|Сполучені Штати]] мали [[Монополія|монополію]] на постачання уранового палива для [[Атомна електростанція|атомних електростанцій]] країн Заходу<ref>{{Cite book
|title=Uranium enrichment and nuclear weapon proliferation
|title=Uranium enrichment and nuclear weapon proliferation
|url=https://archive.org/details/uraniumenrichmen0000unse
|last=Krass, Allan S.
|last=Krass, Allan S.
|last2=Stockholm International Peace Research Institute
|last2=Stockholm International Peace Research Institute
Рядок 48: Рядок 48:
|isbn=0-85066-219-2
|isbn=0-85066-219-2
|oclc=9489089
|oclc=9489089
}}</ref> У 1968 році [[Союз Радянських Соціалістичних Республік|СРСР]] заявив про готовність прийняти замовлення на збагачення урану.<ref>{{Cite journal|last=Bukharin|first=Oleg|year=2004|title=Understanding Russia's Uranium Enrichment Complex|url=http://fissilematerials.org/library/sgs12bukharin.pdf|journal=Science & Global Security|language=en|volume=12|issue=3|pages=193–214|bibcode=2004S&GS...12..193B|doi=10.1080/08929880490521546|issn=0892-9882}}</ref> У результаті у світі почав формуватися новий конкурентний ринок, почали з'являтися нові комерційні компанії зі збагачення ([[URENCO]] та {{Не перекладено|Eurodif|3=en|4=Eurodif}}). У 1971 році був підписаний перший радянський контракт з [[Комісаріат атомної енергетики Франції|Французькою комісією з альтернативних джерел енергії та атомної енергії]], де активно будувалися атомні електростанції. У 1973 році було підписано близько 10 довгострокових контрактів з {{Не перекладено|Електрична промисловість|енергетичними компаніями|en|Electric power industry}} [[Італія|Італії]], [[Німеччина|Німеччини]], [[Велика Британія (острів)|Великої Британії]], [[Іспанія|Іспанії]], [[Швеція|Швеції]], [[Фінляндія|Фінляндії]], [[Бельгія|Бельгії]] та [[Швейцарія|Швейцарії]].<ref>{{Cite web|language=ru|url=https://tenex.ru/media-center/coverage/tenex-50-let-na-yadernom-rynke/index.php|title=TENEX: 50 years on the nuclear market|last=|website=Stock company «Techsnabexport»|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref> До 2017 року великі комерційні збагачувальні заводи вже працювали у [[Франція|Франції]], Німеччині, [[Нідерланди|Нідерландах]], Великій Британії, США, [[Росія|Росії]] та [[Китайська Народна Республіка|Китаї]].<ref>{{Cite web|url=https://ec.europa.eu/euratom/observatory_segments_e.html|title=Nuclear Observatory Segments|website=ec.europa.eu|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref> Розвиток ринку збагачення призвело до того, що за цей період у світі накопичилося понад 2 мільйони тонн ГЗУ.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://bellona.org/news/nuclear-issues/2020-08-the-adventures-of-depleted-uranium-hexafluoride-in-russia|title=The adventures of depleted uranium hexafluoride|last=|website=Bellona.org|date=2020-08-06|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>
}}</ref>. У 1968 році [[Союз Радянських Соціалістичних Республік|СРСР]] заявив про готовність прийняти замовлення на збагачення урану<ref>{{Cite journal|last=Bukharin|first=Oleg|year=2004|title=Understanding Russia's Uranium Enrichment Complex|url=http://fissilematerials.org/library/sgs12bukharin.pdf|journal=Science & Global Security|language=en|volume=12|issue=3|pages=193–214|bibcode=2004S&GS...12..193B|doi=10.1080/08929880490521546|issn=0892-9882}}</ref>. У результаті у світі почав формуватися новий конкурентний ринок, почали з'являтися нові комерційні компанії зі збагачення ([[URENCO]] та {{Не перекладено|Eurodif|3=en|4=Eurodif}}). У 1971 році був підписаний перший радянський контракт з [[Комісаріат атомної енергетики Франції|Французькою комісією з альтернативних джерел енергії та атомної енергії]], де активно будувалися атомні електростанції. У 1973 році було підписано близько 10 довгострокових контрактів з {{Не перекладено|Електрична промисловість|енергетичними компаніями|en|Electric power industry}} [[Італія|Італії]], [[Німеччина|Німеччини]], [[Велика Британія (острів)|Великої Британії]], [[Іспанія|Іспанії]], [[Швеція|Швеції]], [[Фінляндія|Фінляндії]], [[Бельгія|Бельгії]] та [[Швейцарія|Швейцарії]]<ref>{{Cite web|language=ru|url=https://tenex.ru/media-center/coverage/tenex-50-let-na-yadernom-rynke/index.php|title=TENEX: 50 years on the nuclear market|last=|website=Stock company «Techsnabexport»|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>. До 2017 року великі комерційні збагачувальні заводи вже працювали у [[Франція|Франції]], Німеччині, [[Нідерланди|Нідерландах]], Великій Британії, США, [[Росія|Росії]] та [[Китайська Народна Республіка|Китаю]]<ref>{{Cite web|url=https://ec.europa.eu/euratom/observatory_segments_e.html|title=Nuclear Observatory Segments|website=ec.europa.eu|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref>. Розвиток ринку збагачення урану призвів до того, що за цей період у світі накопичилося понад 2 мільйони тонн ГЗУ<ref>{{Cite web|language=en|url=https://bellona.org/news/nuclear-issues/2020-08-the-adventures-of-depleted-uranium-hexafluoride-in-russia|title=The adventures of depleted uranium hexafluoride|last=|website=Bellona.org|date=2020-08-06|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>.


=== Термінологія ===
=== Термінологія ===
Після відкриття урану та його властивостей деякі терміни, такі як Q-метал, збіднений сплав або D-38, застаріли, і були замінені новими. ГЗУ інколи називають [[Збіднений уран|збідненим ураном]] (ЗУ), і так само збіднений уран іноді називають [[Фторид урану(VI)|гексафторидом урану]] ('''[[Уран (хімічний елемент)|U]][[Фтор|F]]<sub>6</sub>''').<ref>{{Cite web|url=https://www.topionetworks.com/topics/depleted-uranium-50a5a52353ed1c5768012e1e|title=Depleted Uranium Secondary Research|website=www.topionetworks.com|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.reade.com/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|title=Reade Advanced Materials - Uranium Metal (U) & Depleted Uranium (DU)|website=www.reade.com|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://web.evs.anl.gov/uranium/guide/uf6/health/index.cfm|title=Health Effects Associated with Uranium Hexafluoride (UF6)|website=web.evs.anl.gov|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref> Проте всі три терміни мають суттєві відмінності між собою не лише в ізотопному складі (ГЗУ є продуктом переробленого гексафториду урану), але й у розумінні цілого та складових частин. Збіднений уран, в цілому, може існувати в кількох хімічних формах; у вигляді ГЗУ, найпоширенішої форми, з щільністю 5,09&nbsp;г/см<sup>3</sup>, у вигляді збідненого октооксиду триурану з щільністю 8,38&nbsp;г/см<sup>3</sup> і у вигляді збідненого металевого урану з щільністю 19,01&nbsp;г/см<sup>3</sup>.<ref>{{Cite web|last=UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY|date=|title=Uranium Metal Reaction Behavior in Water, Sludge, and Grout Matrices|url=https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-17815.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210506230946/https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-17815.pdf|archivedate=2021-05-06|website=pnnl.gov|publisher=|language=en}}</ref>
Після відкриття урану та його властивостей деякі терміни, такі як Q-метал, збіднений сплав або D-38, застаріли, і були замінені новими. ГЗУ інколи називають [[Збіднений уран|збідненим ураном]] (ЗУ), і так само збіднений уран іноді називають [[Фторид урану(VI)|гексафторидом урану]] ('''[[Уран (хімічний елемент)|U]][[Фтор|F]]<sub>6</sub>''')<ref>{{Cite web|url=https://www.topionetworks.com/topics/depleted-uranium-50a5a52353ed1c5768012e1e|title=Depleted Uranium Secondary Research|website=www.topionetworks.com|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.reade.com/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|title=Reade Advanced Materials - Uranium Metal (U) & Depleted Uranium (DU)|website=www.reade.com|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26|archive-date=2018-02-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20180218150345/http://www.reade.com/products/uranium-metal-u-depleted-uranium-du|url-status=dead}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://web.evs.anl.gov/uranium/guide/uf6/health/index.cfm|title=Health Effects Associated with Uranium Hexafluoride (UF6)|website=web.evs.anl.gov|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref>. Проте всі три терміни мають суттєві відмінності між собою не лише в ізотопному складі (ГЗУ є продуктом переробленого гексафториду урану), але й у розумінні цілого та складових частин. Збіднений уран, в цілому, може існувати в кількох хімічних формах; у вигляді ГЗУ, найпоширенішої форми, з щільністю 5,09&nbsp;г/см<sup>3</sup>, у вигляді збідненого октооксиду триурану з щільністю 8,38&nbsp;г/см<sup>3</sup> і у вигляді збідненого металевого урану з щільністю 19,01&nbsp;г/см<sup>3</sup><ref>{{Cite web|last=UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY|date=|title=Uranium Metal Reaction Behavior in Water, Sludge, and Grout Matrices|url=https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-17815.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210506230946/https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-17815.pdf|archivedate=2021-05-06|website=pnnl.gov|publisher=|language=en}}</ref>.


== Фізичні властивості ==
== Фізичні властивості ==
{{Main|[[Фторид урану(VI)|Гексафторид урану]]}}
{{Main|[[Фторид урану(VI)|Гексафторид урану]]}}
Ключовою відмінністю гексафториду урану від ГЗУ, крім ізотопного складу, є відмінності в їх походженні, а також подальше призначення і застосування. Гексафторид урану є проміжним продуктом, який штучно створюють шляхом [[Галогенування|фторування]] {{Не перекладено|Тетрафторид урану|тетрафториду урану|en|Uranium tetrafluoride}} [[Фтор|фтором]] у кількостях, необхідних для отримання збагаченого урану.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://patents.google.com/patent/US3086842A/en|title=Fluorination and oxidation of uranium tetrafluoride to uranium hexafluoride by perchloryl fluoride|accessdate=2020-12-26}}</ref> Навпаки, ГЗУ є залишковим продуктом перетворення гексафториду урану в збагачений уран. Наприкінці процесу збагачення <sup>235</sup>U початковий гексафторид урану з його природним ізотопним складом (завдяки співвідношенню ізотопів природного урану) перетворюється на два інші продукти (з новими ізотопними співвідношеннями <sup>235</sup>U, <sup>238</sup>U та <sup>234</sup>U) - збагачений уран і ГЗУ.
Ключовою відмінністю гексафториду урану від ГЗУ, крім ізотопного складу, є відмінність в їх походженні, а також в подальшому призначення і застосуванні. Гексафторид урану є проміжним продуктом, який штучно створюють шляхом [[Галогенування|фторування]] {{Не перекладено|Тетрафторид урану|тетрафториду урану|en|Uranium tetrafluoride}} [[фтор]]ом у кількостях, необхідних для отримання збагаченого урану<ref>{{Cite web|language=en|url=https://patents.google.com/patent/US3086842A/en|title=Fluorination and oxidation of uranium tetrafluoride to uranium hexafluoride by perchloryl fluoride|accessdate=2020-12-26}}</ref>. Навпаки, ГЗУ є залишковим продуктом перетворення гексафториду урану в збагачений уран. Наприкінці процесу збагачення <sup>235</sup>U початковий гексафторид урану з його природним ізотопним складом (завдяки співвідношенню ізотопів природного урану) перетворюється на два інші продукти (з новими ізотопними співвідношеннями <sup>235</sup>U, <sup>238</sup>U та <sup>234</sup>U)&nbsp;— збагачений уран і ГЗУ.


Через те, що різні ізотопи урану мають однакові хімічні властивості, хімічні та фізичні властивості збідненого гексафториду урану та природних речовин гексафториду урану, а також збагаченого урану ідентичні, за винятком ступеня радіоактивності. Гексафторид збідненого урану, як первинна форма збідненого урану, може бути перетворений в інші форми збідненого урану з іншою щільністю. За [[Нормальні умови|стандартних умов]] збіднений уран виглядає як прозорі або світло-сірі кристали з [[Густина|щільністю]] 5,09&nbsp;г/см3. При температурі нижче 64,1&nbsp;°C і тиску 1,5&nbsp;[[Атмосфера (одиниця вимірювання)|атм]], твердий ГЗУ перетворюється в [[Агрегатний стан|газоподібну форму]] минаючи рідку фазу. [[Критична точка|Критична температура]] ГЗУ становить 230,2&nbsp;°C, а критичний тиск - 4,61&nbsp;[[Паскаль (одиниця)|МПа]].
Через те, що різні ізотопи урану мають однакові хімічні властивості, хімічні та фізичні властивості збідненого гексафториду урану та природних речовин гексафториду урану, а також збагаченого урану ідентичні, за винятком ступеня радіоактивності. Гексафторид збідненого урану, як первинна форма збідненого урану, може бути перетворений в інші форми збідненого урану з іншою щільністю. За [[Нормальні умови|стандартних умов]] збіднений уран виглядає як прозорі або світло-сірі кристали з [[Густина|щільністю]] 5,09&nbsp;г/см3. При температурі 64,1&nbsp;°C і тиску 1,5&nbsp;[[Атмосфера (одиниця вимірювання)|атм]], твердий ГЗУ перетворюється в [[Агрегатний стан|газоподібну форму]] минаючи рідку фазу. [[Критична точка|Критична температура]] ГЗУ становить 230,2&nbsp;°C, а критичний тиск&nbsp;— 4,61&nbsp;[[Паскаль (одиниця)|МПа]].


== Радіоактивність ==
== Радіоактивність ==
[[Радіоактивність]] ГЗУ визначається ізотопним складом урану та співвідношенням його ізотопів (<sup>234</sup>U, <sup>235</sup>U та <sup>238</sup>U), оскільки фтор у з'єднанні має лише один стабільний [[Ізотопи|ізотоп]] {{Не перекладено|Спектроскопія ядерного магнітного резонансу фтору-19|<sup>19</sup>F|en|Fluorine-19 nuclear magnetic resonance spectroscopy}}. [[Радіоактивність|Швидкість радіоактивного розпаду]] природного гексафториду урану (з 0,72% <sup>235</sup>U) становить 1,7×10<sup>4&nbsp;</sup>[[Бекерель|Бк]]/г і визначається ізотопами <sup>238</sup>U і <sup>234</sup>U на 97%.
[[Радіоактивність]] ГЗУ визначається ізотопним складом урану та співвідношенням його ізотопів (<sup>234</sup>U, <sup>235</sup>U та <sup>238</sup>U), оскільки фтор у з'єднанні має лише один стабільний [[Ізотопи|ізотоп]] {{Не перекладено|Спектроскопія ядерного магнітного резонансу фтору-19|<sup>19</sup>F|en|Fluorine-19 nuclear magnetic resonance spectroscopy}}. [[Радіоактивність|Швидкість радіоактивного розпаду]] природного гексафториду урану (з 0,72&nbsp;% <sup>235</sup>U) становить 1,7×10<sup>4&nbsp;</sup>[[Бекерель|Бк]]/г і визначається ізотопами <sup>238</sup>U і <sup>234</sup>U на 97&nbsp;%.
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+Властивості та внесок у радіоактивність природного урану його ізотопів<ref name=":0"/>
|+Властивості та внесок у радіоактивність природного урану його ізотопів<ref name=":0">{{Cite web|last=|first=|date=2016-11-08|title=Depleted Uranium|url=https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170716160623/https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|archivedate=2017-07-16|accessdate=2020-12-26|website=International Atomic Energy Agency|language=en}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true">[https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium "Depleted Uranium"]. ''International Atomic Energy Agency''. 2016-11-08. [https://web.archive.org/web/20170716160623/https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium Archived] from the original on 2017-07-16<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2020-12-26</span></span>.</cite></ref>
! Ізотоп урану
! Ізотоп урану
! [[Масова частка елемента|Масова частка]] в природному урані
! [[Масова частка елемента|Масова частка]] в природному урані
Рядок 70: Рядок 70:
|-
|-
| <sup>238</sup>U
| <sup>238</sup>U
| 99,27%
| 99,27&nbsp;%
| 4,51×10<sup>9</sup>
| 4,51×10<sup>9</sup>
| 12,4 Бк
| 12,4 Бк
| 48,8%
| 48,8&nbsp;%
|-
|-
| <sup>235</sup>U
| <sup>235</sup>U
| 0,72%
| 0,72&nbsp;%
| 7,04×10<sup>8</sup>
| 7,04×10<sup>8</sup>
| 80 Бк
| 80 Бк
| 2,4%
| 2,4&nbsp;%
|-
|-
| <sup>234</sup>U
| <sup>234</sup>U
| 0,0055%
| 0,0055&nbsp;%
| 2,45×10<sup>5</sup>
| 2,45×10<sup>5</sup>
| 231000 Бк
| 231000 Бк
| 48,8%
| 48,8&nbsp;%
|}
|}
При збагаченні урану збільшується вміст легких ізотопів <sup>234</sup>U і <sup>235</sup>U. І хоча <sup>234</sup>U*, незважаючи на його значно нижчу масову частку, робить більший внесок в активність, цільовим ізотопом для використання в ядерній промисловості є <sup>235</sup>U. Тому ступінь збагачення або збіднення урану визначається вмістом <sup>235</sup>U. Залежно від вмісту <sup>235</sup>U нижче природного рівня 0,72%, активність ГЗУ може бути значно нижчою, ніж у природного гексафториду урану.
При збагаченні урану збільшується вміст легких ізотопів <sup>234</sup>U і <sup>235</sup>U. І хоча <sup>234</sup>U*, незважаючи на його значно нижчу масову частку, робить більший внесок в активність, цільовим ізотопом для використання в ядерній промисловості є <sup>235</sup>U. Тому ступінь збагачення або збіднення урану визначається вмістом <sup>235</sup>U. Залежно від вмісту <sup>235</sup>U нижче природного рівня 0,72&nbsp;%, активність ГЗУ може бути значно нижчою, ніж у природного гексафториду урану.
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+Швидкість радіоактивного розпаду природного та збідненого гексафториду урану в залежності від рівня збагачення<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/te_608_prn.pdf|title=Interim guidance on the safe transport of uranium hexafluoride|last=IAEA|website=pub.iaea.org|date=|publisher=}}</ref>
|+Швидкість радіоактивного розпаду природного та збідненого гексафториду урану в залежності від рівня збагачення<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/te_608_prn.pdf|title=Interim guidance on the safe transport of uranium hexafluoride|last=IAEA|website=pub.iaea.org|date=|publisher=}}</ref>
Рядок 97: Рядок 97:
| Природній
| Природній
(з природним складом ізотопів урану)
(з природним складом ізотопів урану)
| 0,72%
| 0,72&nbsp;%
| 1,7×10<sup>4</sup>
| 1,7×10<sup>4</sup>
| 100%
| 100&nbsp;%
|-
|-
| rowspan="3" | Збіднений
| rowspan="3" | Збіднений
| 0,45%
| 0,45&nbsp;%
| 1,2×10<sup>4</sup>
| 1,2×10<sup>4</sup>
| 70%
| 70&nbsp;%
|-
|-
| 0,2%
| 0,2&nbsp;%
| 5,3×10<sup>3</sup>
| 5,3×10<sup>3</sup>
| 32%
| 32&nbsp;%
|-
|-
| 0,1%
| 0,1&nbsp;%
| 2,7×10<sup>3</sup>
| 2,7×10<sup>3</sup>
| 16%
| 16&nbsp;%
|}
|}
<nowiki>*</nowiki>Значення швидкості радіоактивного розпаду включають активність <sup>234</sup>U, який концентрується в процесі збагачення, і не включають внесок дочірніх продуктів.
<nowiki>*</nowiki>Значення швидкості радіоактивного розпаду включають активність <sup>234</sup>U, який концентрується в процесі збагачення, і не включають внесок дочірніх продуктів.
Рядок 118: Рядок 118:
== Виробництво ==
== Виробництво ==
[[Файл:Uranium_Hexafluoride_Enrichment.svg|міні| Ілюстрація процесу збагачення гексафториду урану]]
[[Файл:Uranium_Hexafluoride_Enrichment.svg|міні| Ілюстрація процесу збагачення гексафториду урану]]
Для [[Ядерна енергетика|ядерної енергетики]] використовується [[Збагачений уран|низькозбагачений уран]] (НЗУ) зі збагаченням від 2 до 5% <sup>235</sup>U (з деякими винятками, коли використовується 0,72% природного складу, наприклад в канадських [[CANDU|реакторах CANDU]]), на відміну від [[Збройовий плутоній|збройового високозбагаченого]] урану з вмістом <sup>235</sup>U понад 20%, а в деяких випадках понад 90%, що досягається при найвищих рівнях збагачення. Для отримання збагаченого урану використовуються різні методи [[Розділення ізотопів|поділу ізотопів]], головним чином [[центрифугування]] і, в минулому, метод [[Газова дифузія|газової дифузії]]. Більшість із них працюють із газоподібним гексафторидом урану (UF<sub>6</sub>), який, у свою чергу, отримують шляхом фторування тетрафториду елементарного урану (UF<sub>4</sub> + F<sub>2</sub> → UF<sub>6</sub> ) або [[Оксид урану|оксидів урану]] (UO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 2 F<sub>2</sub> → UF<sub>6</sub> + O<sub>2</sub> ), з великим виділенням тепла в обох випадках. Оскільки гексафторид урану є єдиною сполукою урану, яка є газоподібною при відносно низькій температурі, він відіграє ключову роль у [[Ядерно-паливний цикл|ядерному паливному циклі]] як речовина, придатна для розділення ізотопів <sup>235</sup>U та <sup>238</sup>U.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://energyeducation.ca/encyclopedia/Uranium_hexafluoride|title=Uranium hexafluoride - Energy Education|website=energyeducation.ca|accessdate=2020-12-26}}</ref> Після отримання збагаченого гексафториду урану з природним ізотопним складом залишок (приблизно 95% від загальної маси) перетворюється на збіднений гексафторид урану (як форма збідненого урану), який складається в основному з <sup>238</sup>U, оскільки його вміст <sup>235</sup>U становить значно менше 0,72% (залежно від ступеня збагачення) і практично не містить <sup>234</sup>U. У 2020 році у світі накопичилося майже два мільйони тонн збідненого урану. Основна його частина зберігається у вигляді ГЗУ в спеціальних сталевих резервуарах.<ref name="nrc">{{Cite web|language=en|url=https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-deconversion/faq-depleted-ur-decon.html|title=Frequently Asked Questions about Depleted Uranium Deconversion Facilities|last=|website=U.S. Nuclear Regulatory Commission|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>
Для [[Ядерна енергетика|ядерної енергетики]] використовується [[Збагачений уран|низькозбагачений уран]] (НЗУ) зі збагаченням від 2 до 5&nbsp;% <sup>235</sup>U (з деякими винятками, коли використовується 0,72&nbsp;% природного складу, наприклад в канадських [[CANDU|реакторах CANDU]]), на відміну від [[Збройовий плутоній|збройового високозбагаченого]] урану з вмістом <sup>235</sup>U понад 20&nbsp;%, а в деяких випадках понад 90&nbsp;%, що досягається при найвищих рівнях збагачення. Для отримання збагаченого урану використовуються різні методи [[Розділення ізотопів|поділу ізотопів]], головним чином [[центрифугування]] і, в минулому, метод [[Газова дифузія|газової дифузії]]. Більшість із них працюють із газоподібним гексафторидом урану (UF<sub>6</sub>), який, у свою чергу, отримують шляхом фторування тетрафториду елементарного урану (UF<sub>4</sub> + F<sub>2</sub> → UF<sub>6</sub>) або [[Оксид урану|оксидів урану]] (UO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 2 F<sub>2</sub> → UF<sub>6</sub> + O<sub>2</sub>), з великим виділенням тепла в обох випадках. Оскільки гексафторид урану є єдиною сполукою урану, яка є газоподібною при відносно низькій температурі, він відіграє ключову роль у [[Ядерно-паливний цикл|ядерному паливному циклі]] як речовина, придатна для розділення ізотопів <sup>235</sup>U та <sup>238</sup>U<ref>{{Cite web|language=en|url=https://energyeducation.ca/encyclopedia/Uranium_hexafluoride|title=Uranium hexafluoride - Energy Education|website=energyeducation.ca|accessdate=2020-12-26}}</ref>. Після отримання збагаченого гексафториду урану з природним ізотопним складом залишок (приблизно 95&nbsp;% від загальної маси) перетворюється на збіднений гексафторид урану (як форма збідненого урану), який складається в основному з <sup>238</sup>U, оскільки його вміст <sup>235</sup>U становить значно менше 0,72&nbsp;% (залежно від ступеня збагачення) і практично не містить <sup>234</sup>U. У 2020 році у світі накопичилося майже два мільйони тонн збідненого урану. Основна його частина зберігається у вигляді ГЗУ в спеціальних сталевих резервуарах<ref name="nrc">{{Cite web|language=en|url=https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-deconversion/faq-depleted-ur-decon.html|title=Frequently Asked Questions about Depleted Uranium Deconversion Facilities|last=|website=U.S. Nuclear Regulatory Commission|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>.


Методи поводження зі збідненим ураном у різних країнах залежать від їхньої стратегії ядерного паливного циклу. [[Міжнародне агентство з атомної енергії|МАГАТЕ]] визнає, що визначення політики є прерогативою уряду (п. VII [[Об'єднана конвенція про безпеку поводження з відпрацьованим паливом та про безпеку поводження з радіоактивними відходами|Об'єднаної конвенції про безпеку поводження з відпрацьованим паливом та про безпеку поводження з радіоактивними відходами]]).<ref name=":2">{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/publications/7452/joint-convention-on-the-safety-of-spent-fuel-management-and-on-the-safety-of-radioactive-waste-management|title=Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management|website=www.iaea.org|date=2017-10-16|accessdate=2020-12-26}}</ref> Враховуючи технологічні можливості та концепції ядерного паливного циклу в кожній країні, з доступом до установок розділення, ГЗУ можна розглядати як цінну [[Сировина|сировину]], з одного боку, або {{Не перекладено|Низькоактивні відходи|низькоактивні|en|Low-level waste}} [[Радіоактивні відходи|відходи]] з іншого. Тому єдиного правового та нормативного статусу ГЗУ у світі не існує. Звіт експерта МАГАТЕ {{ISBN|92-64-195254}}, 2001 року та спільна доповідь [[Організація економічного співробітництва та розвитку|OECD]], {{Не перекладено|Агентство з ядерної енергії|NEA|en|Nuclear Energy Agency}} та МАГАТЕ щодо управління збідненим ураном 2001 року, визнають ГЗУ цінною сировиною.<ref>{{Cite web|last=|first=|date=|title=DEPLETED URANIUM HEXAFLUORIDE|url=https://network.bellona.org/content/uploads/sites/3/2020/08/Depleted-Uranium-Hexafluoride.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20200810102620/https://network.bellona.org/content/uploads/sites/3/2020/08/Depleted-Uranium-Hexafluoride.pdf|archivedate=2020-08-10|website=network.bellona.org|publisher=Bellona Foundation Environmental Protection NGO 'Ecopravo' Expert and Legal Center|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_13470/management-of-depleted-uranium?details=true|title=Management of Depleted Uranium|website=Nuclear Energy Agency (NEA)|accessdate=2020-12-26}}</ref>
Методи поводження зі збідненим ураном у різних країнах залежать від їхньої стратегії ядерного паливного циклу. [[Міжнародне агентство з атомної енергії|МАГАТЕ]] визнає, що визначення політики є прерогативою уряду (п. VII [[Об'єднана конвенція про безпеку поводження з відпрацьованим паливом та про безпеку поводження з радіоактивними відходами|Об'єднаної конвенції про безпеку поводження з відпрацьованим паливом та про безпеку поводження з радіоактивними відходами]])<ref name=":2"/>. Враховуючи технологічні можливості та концепції ядерного паливного циклу в кожній країні, з доступом до установок розділення, ГЗУ можна розглядати як цінну [[Сировина|сировину]], з одного боку, або як {{Не перекладено|Низькоактивні відходи|низькоактивні|en|Low-level waste}} [[Радіоактивні відходи|відходи]] з іншого. Тому єдиного правового та нормативного статусу ГЗУ у світі не існує. Звіт експерта МАГАТЕ {{ISBN|92-64-195254}}, 2001 року та спільна доповідь [[Організація економічного співробітництва та розвитку|OECD]], {{Не перекладено|Агентство з ядерної енергії|NEA|en|Nuclear Energy Agency}} та МАГАТЕ щодо управління збідненим ураном 2001 року, визнають ГЗУ цінною сировиною<ref>{{Cite web|last=|first=|date=|title=DEPLETED URANIUM HEXAFLUORIDE|url=https://network.bellona.org/content/uploads/sites/3/2020/08/Depleted-Uranium-Hexafluoride.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20200810102620/https://network.bellona.org/content/uploads/sites/3/2020/08/Depleted-Uranium-Hexafluoride.pdf|archivedate=2020-08-10|website=network.bellona.org|publisher=Bellona Foundation Environmental Protection NGO 'Ecopravo' Expert and Legal Center|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_13470/management-of-depleted-uranium?details=true|title=Management of Depleted Uranium|website=Nuclear Energy Agency (NEA)|accessdate=2020-12-26}}</ref>.
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+Накопичений ГЗУ у 2014 році за країнами<ref>{{Cite web|language=ru|url=https://www.ngpedia.ru/pg00523oY0k144b7U233y70010206654/|title=The amount of accumulated DUHF by countries of the world. - Great Encyclopedia of Oil and Gas|last=|website=www.ngpedia.ru|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>
|+Накопичений ГЗУ у 2014 році за країнами<ref>{{Cite web|language=ru|url=https://www.ngpedia.ru/pg00523oY0k144b7U233y70010206654/|title=The amount of accumulated DUHF by countries of the world. - Great Encyclopedia of Oil and Gas|last=|website=www.ngpedia.ru|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}</ref>
!Виробництва з розділу урана, країна
!Виробництва з розділу урана, країна
! Накопичений ГЗУ
! Накопичений ГЗУ
(тис. тонн)
(тис. тонн)
! Річний приріст запасів ГЗУ (тис. тонн)
! Річний приріст запасів ГЗУ (тис. тонн)
Рядок 182: Рядок 182:


== Застосування ==
== Застосування ==
В результаті хімічного перетворення ГЗУ отримують {{Не перекладено|Безводний|безводний|en|Anhydrous}} [[Фтороводень|фтористий водень]] та/або його [[водний розчин]] (тобто [[Флуоридна кислота|плавикову кислоту]]), які мають певний попит на ринках неядерної енергетики, таких як алюмінієва промисловість, у виробництві холодоагентів, [[Гербіциди|гербіцидів]], фармацевтики, високооктанового бензину, пластмаси тощо.<ref>{{Cite web|last=|date=|title=Processing of an aqueous solution of hydrogen fluoride|url=http://newchem-products.ru/en/processing-aqueous-solution-of-hydrogen-fluoride/|accessdate=2020-12-26|website=NCP — New chemical products {{!}} resident of Skolkovo|publisher=|language=en}}</ref> Він також використовується для повторного застосування фтористого водню у виробництві гексафториду урану (UF<sub>6</sub>) шляхом перетворення октооксиду триурану (U<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) у {{Не перекладено|Тетрафторид урану|тетрафторид урану|en|Uranium tetrafluoride}} (UF<sub>4</sub>) перед подальшим фторуванням у гексафторид урану (UF<sub>6</sub>).<ref>{{Cite web|last=PubChem|title=Hydrofluoric acid|url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/14917|accessdate=2020-12-26|website=pubchem.ncbi.nlm.nih.gov|language=en}}</ref>
В результаті хімічного перетворення ГЗУ отримують {{Не перекладено|Безводний|безводний|en|Anhydrous}} [[Фтороводень|фтористий водень]] та/або його [[водний розчин]] (тобто [[Флуоридна кислота|плавикову кислоту]]), які мають певний попит на ринках неядерної енергетики, таких як алюмінієва промисловість, у виробництві холодоагентів, [[Гербіциди|гербіцидів]], фармацевтики, високооктанового бензину, пластмаси тощо<ref>{{Cite web|last=|date=|title=Processing of an aqueous solution of hydrogen fluoride|url=http://newchem-products.ru/en/processing-aqueous-solution-of-hydrogen-fluoride/|accessdate=2020-12-26|website=NCP — New chemical products {{!}} resident of Skolkovo|publisher=|language=en}}</ref>. Він також використовується для повторного застосування фтористого водню у виробництві гексафториду урану (UF<sub>6</sub>) шляхом перетворення октооксиду триурану (U<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) у {{Не перекладено|Тетрафторид урану|тетрафторид урану|en|Uranium tetrafluoride}} (UF<sub>4</sub>) перед подальшим фторуванням у гексафторид урану (UF<sub>6</sub>)<ref>{{Cite web|last=PubChem|title=Hydrofluoric acid|url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/14917|accessdate=2020-12-26|website=pubchem.ncbi.nlm.nih.gov|language=en}}</ref>.


== Обробка ==
== Обробка ==
У світовій практиці переробки ГЗУ існує кілька напрямків. Деякі з них пройшли випробування в напівпромислових умовах, а інші експлуатувалися і експлуатуються в промислових масштабах з метою скорочення запасів {{Не перекладено|Уранові хвости|уранових хвостів|en|Uranium tailings}} і забезпечення [[Хімічна промисловість|хімічної промисловості]] фтористоводневої кислотою і промисловими {{Не перекладено|Фторорганічна хімія|фторорганічними|en|Organofluorine chemistry}} продуктами.<ref>{{Cite web|title=Radioactive Waste Management {{!}} Nuclear Waste Disposal - World Nuclear Association|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-wastes/radioactive-waste-management.aspx|accessdate=2020-12-26|website=www.world-nuclear.org|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|last=IAEA|date=|title=Status and Trends in Spent Fuel and Radioactive Waste Management|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/P1799_web.pdf|website=pub.iaea.org|publisher=|language=en}}</ref>
У світовій практиці переробки ГЗУ існує кілька напрямків. Деякі з них пройшли випробування в напівпромислових умовах, а інші експлуатувалися і експлуатуються в промислових масштабах з метою скорочення запасів {{Не перекладено|Уранові хвости|уранових хвостів|en|Uranium tailings}} і забезпечення [[Хімічна промисловість|хімічної промисловості]] фтористоводневої кислотою і промисловими {{Не перекладено|Фторорганічна хімія|фторорганічними|en|Organofluorine chemistry}} продуктами<ref>{{Cite web|title=Radioactive Waste Management {{!}} Nuclear Waste Disposal&nbsp;— World Nuclear Association|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-wastes/radioactive-waste-management.aspx|accessdate=2020-12-26|website=www.world-nuclear.org|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|last=IAEA|date=|title=Status and Trends in Spent Fuel and Radioactive Waste Management|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/P1799_web.pdf|website=pub.iaea.org|publisher=|language=en}}</ref>.
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+Методи переробки гексафториду збідненого урану
|+Методи переробки гексафториду збідненого урану
Рядок 195: Рядок 195:
| UF<sub>6</sub> + H<sub>2</sub>O → UO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 4 HF
| UF<sub>6</sub> + H<sub>2</sub>O → UO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 4 HF
3 UO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 3 H<sub>2</sub>O → U<sub>3</sub>O<sub>8</sub> + 6 HF + ½ O<sub>2</sub>
3 UO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 3 H<sub>2</sub>O → U<sub>3</sub>O<sub>8</sub> + 6 HF + ½ O<sub>2</sub>
| Октоксид триурану і плавикова кислота (20 -f 50% HF)
| Октоксид триурану і плавикова кислота (20 -f 50&nbsp;% HF)
|-
|-
| [[Випалення (металургія)|Пірогідроліз]] в [[Киплячий шар|киплячому шарі]] (на гранулах UO<sub>2</sub>)
| [[Випалення (металургія)|Пірогідроліз]] в [[Киплячий шар|киплячому шарі]] (на гранулах UO<sub>2</sub>)
|
|
| Діоксид урану (зернистий) щільністю до 6 г/см3 і плавикова кислота (до 90% HF)
| Діоксид урану (зернистий) щільністю до 6 г/см3 і плавикова кислота (до 90&nbsp;% HF)
|-
|-
| Відновлення водню
| Відновлення водню
Рядок 206: Рядок 206:
|-
|-
| Відновлення за допомогою органічних сполук (CHCI)
| Відновлення за допомогою органічних сполук (CHCI)
| UF<sub>6</sub> + CHCI = CCI<sub>2</sub> → UF<sub>4</sub> + CHCIF - CCI<sub>2</sub>F
| UF<sub>6</sub> + CHCI = CCI<sub>2</sub> → UF<sub>4</sub> + CHCIF&nbsp;— CCI<sub>2</sub>F
| Тетрафторид урану, [[Холодоагент|холодоагенти]], в тому числі безпечні з огляду на озон (X-122)
| Тетрафторид урану, [[холодоагент]]и, в тому числі безпечні з огляду на озон (X-122)
|-
|-
| Відновлення через органічні сполуки (ССI<sub>4</sub>)
| Відновлення за допомогою органічних сполук (ССI<sub>4</sub>)
| UF<sub>6</sub> + CCI<sub>4</sub> → UF<sub>4</sub> + CF<sub>2</sub>CI<sub>2</sub> + CI<sub>2</sub>
| UF<sub>6</sub> + CCI<sub>4</sub> → UF<sub>4</sub> + CF<sub>2</sub>CI<sub>2</sub> + CI<sub>2</sub>
| Тетрафторид урану та холодоагенти типу [[Метан|метану]]
| Тетрафторид урану та холодоагенти типу [[метан]]у
|-
|-
| Плазмохімічне перетворення
| Плазмохімічне перетворення
| UF<sub>6</sub> + 3 H - OH → 1/3 U<sub>3</sub>O<sub>8</sub> + 6 HF + 1/6 O<sub>2</sub>
| UF<sub>6</sub> + 3 H&nbsp;— OH → 1/3 U<sub>3</sub>O<sub>8</sub> + 6 HF + 1/6 O<sub>2</sub>
| Октоксид триурану (щільність 4,5-4,7 г/см3) і фтористий водень
| Октоксид триурану (щільність 4,5-4,7 г/см3) і фтористий водень
|-
|-
| Радіаційно-хімічне відновлення UF<sub>6</sub>
| Радіаційно-хімічне відновлення UF<sub>6</sub>
| UF<sub>6</sub> + 2 e → UF<sub>4</sub> + 2 F
| UF<sub>6</sub> + 2 e → UF<sub>4</sub> + 2&nbsp;°F
| Тетрафторид урану і фтор.
| Тетрафторид урану і фтор.
|}
|}
Залежно від стратегії ядерного паливного циклу, технологічних можливостей, міжнародних конвенцій і програм, таких як [[Цілі сталого розвитку]] (ЦСР) і [[Глобальний договір ООН]], кожна країна індивідуально підходить до питання використання накопиченого збідненого урану.<ref name=":2">{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/publications/7452/joint-convention-on-the-safety-of-spent-fuel-management-and-on-the-safety-of-radioactive-waste-management|title=Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management|website=www.iaea.org|date=2017-10-16|accessdate=2020-12-26}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true">[https://www.iaea.org/publications/7452/joint-convention-on-the-safety-of-spent-fuel-management-and-on-the-safety-of-radioactive-waste-management "Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management"]. ''www.iaea.org''. 2017-10-16<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2020-12-26</span></span>.</cite></ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.un.org/en/un-chronicle/un-global-compact-finding-solutions-global-challenges|title=The UN Global Compact: Finding Solutions to Global Challenges|last=United Nations|website=United Nations|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.undp.org/content/undp/en/home/sustainable-development-goals.html|title=Sustainable Development Goals|website=UNDP|accessdate=2020-12-26}}</ref> Сполучені Штати прийняли низку довгострокових програм щодо безпечного зберігання та переробки запасів ГЗУ перед їх остаточною утилізацією.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.energy.gov/pppo/pppo-services/pppo-cleanup-projects-portsmouth-paducah-duf6/duf6-conversion-project|title=DUF6 Conversion Project|website=Energy.gov|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.fluor.com/projects/operations-uranium-hexafluoride-facilities|title=Depleted Uranium Hexafluoride Conversion Operations - Fluor|website=www.fluor.com|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|date=|title=URANIUM From exploration to remediation|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/bull592june2018corr.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210122052011/https://www.iaea.org/sites/default/files/bull592june2018corr.pdf|archivedate=2021-01-22|website=|publisher=International Atomic Energy Agency|language=en}}</ref>
Залежно від стратегії ядерного паливного циклу, технологічних можливостей, міжнародних конвенцій і програм, таких як [[Цілі сталого розвитку]] (ЦСР) і [[Глобальний договір ООН]], кожна країна індивідуально підходить до питання використання накопиченого збідненого урану<ref name=":2">{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/publications/7452/joint-convention-on-the-safety-of-spent-fuel-management-and-on-the-safety-of-radioactive-waste-management|title=Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management|website=www.iaea.org|date=2017-10-16|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.un.org/en/un-chronicle/un-global-compact-finding-solutions-global-challenges|title=The UN Global Compact: Finding Solutions to Global Challenges|last=United Nations|website=United Nations|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.undp.org/content/undp/en/home/sustainable-development-goals.html|title=Sustainable Development Goals|website=UNDP|accessdate=2020-12-26}}</ref>. Сполучені Штати прийняли низку довгострокових програм щодо безпечного зберігання та переробки запасів ГЗУ перед їх остаточною утилізацією<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.energy.gov/pppo/pppo-services/pppo-cleanup-projects-portsmouth-paducah-duf6/duf6-conversion-project|title=DUF6 Conversion Project|website=Energy.gov|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.fluor.com/projects/operations-uranium-hexafluoride-facilities|title=Depleted Uranium Hexafluoride Conversion Operations - Fluor|website=www.fluor.com|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|date=|title=URANIUM From exploration to remediation|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/bull592june2018corr.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210122052011/https://www.iaea.org/sites/default/files/bull592june2018corr.pdf|archivedate=2021-01-22|website=|publisher=International Atomic Energy Agency|language=en}}</ref>.


=== Цілі сталого розвитку ===
=== Цілі сталого розвитку ===
Відповідно до [[Цілі сталого розвитку|Цілей сталого розвитку]] [[Організація Об'єднаних Націй|ООН]], ядерна енергетика відіграє важливу роль не лише у забезпеченні доступу до доступної, надійної, сталої та сучасної енергії ({{Не перекладено|Ціль сталого розвитку 7|ціль 7|en|Sustainable Development Goal 7}}), але й у сприянні досягненню інших цілей, зокрема у боротьбі з бідністю, голодом і дефіцитом води, економічному зростанні та галузеві інновації.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.un.org/en/chronicle/article/goal-7-ensure-access-affordable-reliable-sustainable-and-modern-energy-all|title=Goal 7—Ensure Access to Affordable, Reliable, Sustainable and Modern Energy for All|last=United Nations|website=United Nations|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|last=|first=|date=February 15, 2019|title=The Role of Nuclear Energy in Sustainable Development: Entry Pathways|url=https://unece.org/fileadmin/DAM/energy/se/pdfs/egrm/egrm10_apr2019/ECE_ENERGY_GE.3_2019_6_e.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210122051923/https://unece.org/fileadmin/DAM/energy/se/pdfs/egrm/egrm10_apr2019/ECE_ENERGY_GE.3_2019_6_e.pdf|archivedate=2021-01-22|website=UNECE|publisher=Committee on Sustainable Energy|location=Geneva|language=en}}</ref> Низка країн, таких як Сполучені Штати, Франція, Росія та Китай, через своїх провідних операторів ядерної енергетики взяли на себе зобов'язання досягти Цілей сталого розвитку.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/np-sustainable-development.pdf|title=Nuclear Power for Sustainable Development|last=IAEA|website=iaea.org|date=|publisher=}}</ref> Для досягнення цих цілей застосовуються різні технології як у [[Переробка відпрацьованого ядерного палива|переробці ВЯП]], так і в переробці накопиченого ГЗУ.<ref>{{Cite web|url=https://world-nuclear-news.org/Articles/First-serial-batch-of-MOX-fuel-loaded-into-BN-800|title=First serial batch of MOX fuel loaded into BN-800: Uranium & Fuel - World Nuclear News|website=world-nuclear-news.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/processing-of-used-nuclear-fuel.aspx|title=Processing of Used Nuclear Fuel - World Nuclear Association|website=www.world-nuclear.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.energy.gov/ne/articles/3-advanced-reactor-systems-watch-2030|title=3 Advanced Reactor Systems to Watch by 2030|website=Energy.gov|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200110101025.htm|title=Unused stockpiles of nuclear waste could be more useful than we might think: Chemists have found a new use for the waste product of nuclear power|website=ScienceDaily|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/004/31004098.pdf?r=1&amp;r=1|title=Recycle and reuse of materials and components from waste streams of nuclear fuel cycle facilities|last=IAEA|website=inis.iaea.org|date=|publisher=}}</ref>
Відповідно до [[Цілі сталого розвитку|Цілей сталого розвитку]] [[Організація Об'єднаних Націй|ООН]], ядерна енергетика відіграє важливу роль не лише у забезпеченні доступу до доступної, надійної, сталої та сучасної енергії ({{Не перекладено|Ціль сталого розвитку 7|ціль 7|en|Sustainable Development Goal 7}}), але й у сприянні досягненню інших цілей, зокрема у боротьбі з бідністю, голодом і дефіцитом води, економічному зростанні та галузеві інновації<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.un.org/en/chronicle/article/goal-7-ensure-access-affordable-reliable-sustainable-and-modern-energy-all|title=Goal 7—Ensure Access to Affordable, Reliable, Sustainable and Modern Energy for All|last=United Nations|website=United Nations|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|last=|first=|date=15 лютого 2019|title=The Role of Nuclear Energy in Sustainable Development: Entry Pathways|url=https://unece.org/fileadmin/DAM/energy/se/pdfs/egrm/egrm10_apr2019/ECE_ENERGY_GE.3_2019_6_e.pdf|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210122051923/https://unece.org/fileadmin/DAM/energy/se/pdfs/egrm/egrm10_apr2019/ECE_ENERGY_GE.3_2019_6_e.pdf|archivedate=2021-01-22|website=UNECE|publisher=Committee on Sustainable Energy|location=Geneva|language=en}}</ref>. Низка країн, таких як Сполучені Штати, Франція, Росія та Китай, через своїх провідних операторів ядерної енергетики взяли на себе зобов'язання досягти Цілей сталого розвитку<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/np-sustainable-development.pdf|title=Nuclear Power for Sustainable Development|last=IAEA|website=iaea.org|date=|publisher=}}</ref>. Для досягнення цих цілей застосовуються різні технології як у [[Переробка відпрацьованого ядерного палива|переробці ВЯП]], так і в переробці накопиченого ГЗУ<ref>{{Cite web|url=https://world-nuclear-news.org/Articles/First-serial-batch-of-MOX-fuel-loaded-into-BN-800|title=First serial batch of MOX fuel loaded into BN-800: Uranium & Fuel - World Nuclear News|website=world-nuclear-news.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/processing-of-used-nuclear-fuel.aspx|title=Processing of Used Nuclear Fuel - World Nuclear Association|website=www.world-nuclear.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.energy.gov/ne/articles/3-advanced-reactor-systems-watch-2030|title=3 Advanced Reactor Systems to Watch by 2030|website=Energy.gov|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200110101025.htm|title=Unused stockpiles of nuclear waste could be more useful than we might think: Chemists have found a new use for the waste product of nuclear power|website=ScienceDaily|accessdate=2020-12-26}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/004/31004098.pdf?r=1&amp;r=1|title=Recycle and reuse of materials and components from waste streams of nuclear fuel cycle facilities|last=IAEA|website=inis.iaea.org|date=|publisher=}}</ref>.


== Перевезення ==
== Перевезення ==
Міжнародна політика транспортування радіоактивних матеріалів регулюється [[Міжнародне агентство з атомної енергії|Міжнародним агентством з атомної енергії]] (МАГАТЕ) з 1961 року.<ref>{{Cite web|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/transport-of-nuclear-materials/transport-of-radioactive-materials.aspx|title=Transport of Radioactive Materials - World Nuclear Association|website=www.world-nuclear.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1570_web.pdf|title=Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material 2012 Edition|last=IAEA|website=pub.iaea.org|date=|publisher=}}</ref> Ці правила реалізовані в політиці [[Міжнародна організація цивільної авіації|Міжнародної організації цивільної авіації]] (ICAO), [[Міжнародна морська організація|Міжнародної морської організації]] (IMO) і регіональних транспортних організацій.<ref>{{Cite web|url=https://web.evs.anl.gov/uranium/mgmtuses/transport/index.cfm|title=Transportation|website=web.evs.anl.gov|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref>
Міжнародна політика транспортування радіоактивних матеріалів регулюється [[Міжнародне агентство з атомної енергії|Міжнародним агентством з атомної енергії]] (МАГАТЕ) з 1961 року<ref>{{Cite web|url=https://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/transport-of-nuclear-materials/transport-of-radioactive-materials.aspx|title=Transport of Radioactive Materials - World Nuclear Association|website=www.world-nuclear.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|language=en|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1570_web.pdf|title=Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material 2012 Edition|last=IAEA|website=pub.iaea.org|date=|publisher=}}</ref>. Ці правила реалізовані в політиці [[Міжнародна організація цивільної авіації|Міжнародної організації цивільної авіації]] (ICAO), [[Міжнародна морська організація|Міжнародної морської організації]] (IMO) і регіональних транспортних організацій<ref>{{Cite web|url=https://web.evs.anl.gov/uranium/mgmtuses/transport/index.cfm|title=Transportation|website=web.evs.anl.gov|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref>.


Гексафторид збідненого урану транспортують і зберігають при [[Нормальні умови|нормальних умовах]] у твердому стані та в герметичних металевих контейнерах з товщиною стінок близько 1&nbsp;см (0,39&nbsp;дюйма), призначених для екстремальних механічних і корозійних впливів.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/030/28030673.pdf|title=Manual on safe production, transport, handling and storage of uranium hexafluoride|last=IAEA|website=inis.iaea.org|date=|publisher=}}</ref> Наприклад, найпоширеніші контейнери «Y48» для транспортування та зберігання містять до 12,5 тонн ГЗУ у твердому вигляді.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.wnti.co.uk/media/87140/WNTI%20STANDARD%20-%20UF6%20Cylinder%20Identification%20-%20Version%20--%20Final%20-%202017.pdf|title=UF6 Cylinder Identification|last=World nuclear transport institute|website=wnti.co.uk|date=|publisher=}}</ref><ref>Uranium hexafluoride: A manual of good handling practices. Revision 7 (Technical report). Bethesda, MA: U.S. Enrichment Corp. 1995. OSTI [https://www.osti.gov/biblio/205924 205924].</ref> ГЗУ завантажується та вивантажується з цих контейнерів у заводських умовах при нагріванні, у рідкому вигляді та через спеціальні [[Автоклав|автоклави]].<ref>{{Cite book
Гексафторид збідненого урану транспортують і зберігають при [[Нормальні умови|нормальних умовах]] у твердому стані та в герметичних металевих контейнерах з товщиною стінок близько 1&nbsp;см (0,39&nbsp;дюйма), призначених для екстремальних механічних і корозійних впливів<ref>{{Cite web|language=en|url=https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/030/28030673.pdf|title=Manual on safe production, transport, handling and storage of uranium hexafluoride|last=IAEA|website=inis.iaea.org|date=|publisher=}}</ref>. Наприклад, найпоширеніші контейнери «Y48» для транспортування та зберігання містять до 12,5 тонн ГЗУ у твердому вигляді<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.wnti.co.uk/media/87140/WNTI%20STANDARD%20-%20UF6%20Cylinder%20Identification%20-%20Version%20--%20Final%20-%202017.pdf|title=UF6 Cylinder Identification|last=World nuclear transport institute|website=wnti.co.uk|date=|publisher=|accessdate=2023-07-15|archive-date=2021-02-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20210202192242/https://www.wnti.co.uk/media/87140/WNTI%20STANDARD%20-%20UF6%20Cylinder%20Identification%20-%20Version%20--%20Final%20-%202017.pdf}}</ref><ref>Uranium hexafluoride: A manual of good handling practices. Revision 7 (Technical report). Bethesda, MA: U.S. Enrichment Corp. 1995. OSTI [https://www.osti.gov/biblio/205924 205924].</ref>. ГЗУ завантажується та вивантажується з цих контейнерів у заводських умовах при нагріванні, у рідкому вигляді та через спеціальні [[автоклав]]и<ref>{{Cite book
|title=Affordable Cleanup?: Opportunities for Cost Reduction in the Decontamination and Decommissioning of the Nation's Uranium Enrichment Facilities
|title=Affordable Cleanup?: Opportunities for Cost Reduction in the Decontamination and Decommissioning of the Nation's Uranium Enrichment Facilities
|url=https://archive.org/details/affordablecleanu0000unse
|year=1996
|year=1996
|publisher=National Academy Press
|publisher=National Academy Press
|location=
|location=
|page=[https://archive.org/details/affordablecleanu0000unse/page/157 157]
|page=157
|language=en
|language=en
|doi=10.17226/5114
|doi=10.17226/5114
|isbn=978-0-309-05438-6
|isbn=978-0-309-05438-6
}}</ref>
}}</ref>.


== Небезпека ==
== Небезпека ==
Через його низьку радіоактивність основна небезпека для здоров'я ГЗУ пов'язана з його хімічним впливом на [[Тіло людини|функції організму]]. Хімічний вплив є основною небезпекою на підприємствах, пов'язаних з обробкою ГЗУ. Сполуки урану та фториду, такі як фтористий водень (ФВ), токсичні при низьких рівнях хімічного впливу. Коли ГЗУ контактує з вологим повітря, він реагує з утворенням ФВ і газоподібного уранілфториду. ФВ є корозійною кислотою, яка може бути надзвичайно небезпечною при вдиханні; це одна з головних {{Не перекладено|Небезпечні виробничі фактори|небезпек на виробництві|en|Occupational hazard}} в таких галузях.<ref name="nrc">{{Cite web|language=en|url=https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-deconversion/faq-depleted-ur-decon.html|title=Frequently Asked Questions about Depleted Uranium Deconversion Facilities|last=|website=U.S. Nuclear Regulatory Commission|date=|publisher=|accessdate=2020-12-26}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true">[https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-deconversion/faq-depleted-ur-decon.html "Frequently Asked Questions about Depleted Uranium Deconversion Facilities"]. ''U.S. Nuclear Regulatory Commission''<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2020-12-26</span></span>.</cite></ref>
Через його низьку радіоактивність основна небезпека для здоров'я ГЗУ пов'язана з його хімічним впливом на [[Тіло людини|функції організму]]. Хімічний вплив є основною небезпекою на підприємствах, пов'язаних з обробкою ГЗУ. Сполуки урану та фториду, такі як фтористий водень (ФВ), токсичні при низьких рівнях хімічного впливу. Коли ГЗУ контактує з вологим повітрям, він реагує з утворенням ФВ і газоподібного уранілфториду. ФВ є корозійною кислотою, яка може бути надзвичайно небезпечною при вдиханні; це одна з головних {{Не перекладено|Небезпечні виробничі фактори|небезпек на виробництві|en|Occupational hazard}} в таких галузях<ref name="nrc"/>.


У багатьох країнах діючі граничні значення контакту з розчинними сполуками урану пов'язані з максимальною концентрацією 3&nbsp;мкг урану на грам ниркової тканини. Будь-які ефекти, спричинені впливом цих рівнів на нирки, вважаються незначними та тимчасовими. Сучасна практика, заснована на цих обмеженнях, забезпечує адекватний захист працівників уранової промисловості. Щоб гарантувати, що ці концентрації в нирках не перевищуються, законодавство обмежує довгострокові (8 годин) концентрації розчинного урану в повітрі робочого місця до 0,2&nbsp;мг на кубічний метр і короткочасні (15 хвилин) до 0,6&nbsp;мг на кубічний метр.<ref name=":0">{{Cite web|last=|first=|date=2016-11-08|title=Depleted Uranium|url=https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170716160623/https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium|archivedate=2017-07-16|accessdate=2020-12-26|website=International Atomic Energy Agency|language=en}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true">[https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium "Depleted Uranium"]. ''International Atomic Energy Agency''. 2016-11-08. [https://web.archive.org/web/20170716160623/https://www.iaea.org/topics/spent-fuel-management/depleted-uranium Archived] from the original on 2017-07-16<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2020-12-26</span></span>.</cite></ref>
У багатьох країнах граничний пороговий рівень впливу розчинних сполук урану пов'язаний з максимальною концентрацією 3&nbsp;мкг урану на грам ниркової тканини. Будь-які ефекти, спричинені впливом цих рівнів на нирки, вважаються незначними та тимчасовими. Сучасна практика, заснована на цих обмеженнях, забезпечує адекватний захист працівників уранової промисловості. Щоб гарантувати, що ці концентрації в нирках не перевищуються, законодавство обмежує довгострокові (8 годин) концентрації розчинного урану в повітрі робочого місця до 0,2&nbsp;мг на кубічний метр і короткочасні (15 хвилин) до 0,6&nbsp;мг на кубічний метр<ref name=":0"/>.


=== Інціденти під час транспортування ===
=== Інциденти під час транспортування ===
У серпні 1984 року вантажне судно MS ''Mont Louis'' затонуло в [[Ла-Манш|Ла-Манші]] з 30 повними та 22 порожніми контейнерами ГЗУ на борту. Було вилучено 30 контейнерів (типу 48-Y) з гексафторидом урану, а також 16 із 22 порожніх контейнерів (типу 30-B). Під час огляду 30 контейнерів в одному випадку виявлено невелике протікання запірної арматури. Було відібрано 217 проб, проведено 752 різні аналізи та 146 вимірювань рівнів доз на контейнерах. Не було виявлено доказів витоку ні радіоактивних (природного або переробленого урану), ні фізико-хімічних речовин (фтор або плавикова кислота).<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull27-1/27104592832.pdf|pages=28–31|title=The sinking of the Mont-Louis and nuclear safety|last=Bernard Augustin|website=iaea.org|date=|publisher=}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://inis.iaea.org/search/searchsinglerecord.aspx?recordsFor=SingleRecord&amp;RN=18023280|title=INIS Repository Search - Single Result|website=inis.iaea.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref> Як повідомляє [[Вашингтон пост|The Washington Post]], цей інцидент не був небезпечним, оскільки вантаж урану був у своєму природному стані з вмістом ізотопу <sup>235</sup>U 0,72% або менше, і лише частина його була збагачена до 0,9%.<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.washingtonpost.com/gdpr-consent/?next_url=https%3a%2f%2frp.liu233w.com%3a443%2fhttps%2fwww.washingtonpost.com%2farchive%2fpolitics%2f1984%2f09%2f01%2fa-cargo-of-uranium%2f7d9716f2-22a3-4012-a580-92a4abd8b96c%2f|title=A Cargo of Uranium|last=The Washington Post|website=washingtonpost.com|date=|publisher=}}</ref>
У серпні 1984 року вантажне судно MS ''Mont Louis'' затонуло в [[Ла-Манш]]і з 30 повними та 22 порожніми контейнерами ГЗУ на борту. Було вилучено 30 контейнерів (типу 48-Y) з гексафторидом урану, а також 16 із 22 порожніх контейнерів (типу 30-B). Під час огляду 30 контейнерів в одному випадку виявлено невелике протікання запірної арматури. Було відібрано 217 проб, проведено 752 різні аналізи та 146 вимірювань рівнів доз на контейнерах. Не було виявлено доказів витоку ні радіоактивних (природного або переробленого урану), ні фізико-хімічних речовин (фтор або плавикова кислота)<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull27-1/27104592832.pdf|pages=28–31|title=The sinking of the Mont-Louis and nuclear safety|last=Bernard Augustin|website=iaea.org|date=|publisher=}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://inis.iaea.org/search/searchsinglerecord.aspx?recordsFor=SingleRecord&amp;RN=18023280|title=INIS Repository Search - Single Result|website=inis.iaea.org|accessdate=2020-12-26|language=en}}</ref>. Як повідомляє [[Вашингтон пост|The Washington Post]], цей інцидент не був небезпечним, оскільки вантаж урану був у своєму природному стані з вмістом ізотопу <sup>235</sup>U 0,72&nbsp;% або менше, і лише частина його була збагачена до 0,9&nbsp;%<ref>{{Cite web|language=en|url=https://www.washingtonpost.com/gdpr-consent/?next_url=https%3a%2f%2frp.liu233w.com%3a443%2fhttps%2fwww.washingtonpost.com%2farchive%2fpolitics%2f1984%2f09%2f01%2fa-cargo-of-uranium%2f7d9716f2-22a3-4012-a580-92a4abd8b96c%2f|title=A Cargo of Uranium|last=The Washington Post|website=washingtonpost.com|date=|publisher=}}</ref>.


== Дивись також ==
== Див. також ==


* [[CANDU|Реактори CANDU]], комерційні енергетичні реактори, які можуть використовувати незбагачене уранове паливо
* [[CANDU|Реактори CANDU]], комерційні енергетичні реактори, які можуть використовувати незбагачене уранове паливо
* [[Реактор на біжучій хвилі|Реактор нп біжучій хвилі]] - концепція реактора, який використовує збіднений уран як паливо
* [[Реактор на біжучій хвилі]]&nbsp;— концепція реактора, який використовує збіднений уран як паливо


== Примітки ==
== Примітки ==

Поточна версія на 09:11, 3 квітня 2024

Гексафторид збідненого урану (ГЗУ, англ. DUHF; також називають хвостами збідненого урану або DUF6) — є побічним продуктом переробки гексафториду урану в збагачений уран[1][2]. Є однією з хімічних форм збідненого урану (до 73-75 %), іншими формами є октооксид триурану (до 25 %) і металевий збіднений уран (до 2 %)[3][4][5][6]. ГЗУ в 1,7 рази менш радіоактивний, ніж гексафторид урану та природний уран[4].

Історія

[ред. | ред. код]

Концепція збідненого та збагаченого урану виникла майже через 150 років після відкриття урану Мартіном Клапротом у 1789 році. У 1938 році два німецькі фізики Отто Ган і Фріц Штрассман зробили відкриття поділу атомного ядра ізотопу 235U, яке було теоретично обґрунтовано Лізою Майтнер, Отто Робертом Фрішем і паралельно з ними Готфрідом фон Дросте[en] і Зігфрідом Флюгге[en][7][8][9]. Це відкриття поклало початок мирному і військовому використанню внутрішньої атомної енергії урану[10]. Через рік Юлій Харитон і Яків Зельдович першими теоретично довели, що при незначному збагаченні природного урану ізотопом 235U можна запустити процес ланцюгового характеру, створивши необхідні умови для безперервного поділу атомів ядра[11]. Принцип ланцюгової ядерної реакції полягає в тому, що хоча б один нейтрон під час розпаду атома ізотопу 235U буде захоплений іншим атомом 235U і, відповідно, також викличе його розпад. У цьому процесі чималу роль відіграє ймовірність такого «захоплення». Для збільшення цієї ймовірності необхідне часткове збільшення ізотопу 235U, який у природному урані становить лише 0,72 %, разом із основним ізотопом 238U, частка якого складає 99,27 % і 234U — 0,0055 % відповідно. Невелика частка вмісту ізотопу 235U у природному урані викликала необхідність збагачення природного урану цим ізотопом для використання основним матеріалом для розщеплення в більшості областей ядерної технології.

З часом у процесі удосконалення ядерних технологій були визначені оптимальні техніко-економічні рішення для збільшення частки 235U, тобто збагачення урану і, як наслідок цих процесів, поява еквівалентної кількості збідненого урану із вмістом ізотопу 235U менше 0,72 %[12]. Вміст 235U в збідненому урані, що утворюється в процесі збагачення, залежить від мети збагачення[13].

Конкуренція

[ред. | ред. код]

До середини 1960-х років Сполучені Штати мали монополію на постачання уранового палива для атомних електростанцій країн Заходу[14]. У 1968 році СРСР заявив про готовність прийняти замовлення на збагачення урану[15]. У результаті у світі почав формуватися новий конкурентний ринок, почали з'являтися нові комерційні компанії зі збагачення (URENCO та Eurodif[en]). У 1971 році був підписаний перший радянський контракт з Французькою комісією з альтернативних джерел енергії та атомної енергії, де активно будувалися атомні електростанції. У 1973 році було підписано близько 10 довгострокових контрактів з енергетичними компаніями[en] Італії, Німеччини, Великої Британії, Іспанії, Швеції, Фінляндії, Бельгії та Швейцарії[16]. До 2017 року великі комерційні збагачувальні заводи вже працювали у Франції, Німеччині, Нідерландах, Великій Британії, США, Росії та Китаю[17]. Розвиток ринку збагачення урану призвів до того, що за цей період у світі накопичилося понад 2 мільйони тонн ГЗУ[18].

Термінологія

[ред. | ред. код]

Після відкриття урану та його властивостей деякі терміни, такі як Q-метал, збіднений сплав або D-38, застаріли, і були замінені новими. ГЗУ інколи називають збідненим ураном (ЗУ), і так само збіднений уран іноді називають гексафторидом урану (UF6)[19][20][21]. Проте всі три терміни мають суттєві відмінності між собою не лише в ізотопному складі (ГЗУ є продуктом переробленого гексафториду урану), але й у розумінні цілого та складових частин. Збіднений уран, в цілому, може існувати в кількох хімічних формах; у вигляді ГЗУ, найпоширенішої форми, з щільністю 5,09 г/см3, у вигляді збідненого октооксиду триурану з щільністю 8,38 г/см3 і у вигляді збідненого металевого урану з щільністю 19,01 г/см3[22].

Фізичні властивості

[ред. | ред. код]
Докладніше: Гексафторид урану

Ключовою відмінністю гексафториду урану від ГЗУ, крім ізотопного складу, є відмінність в їх походженні, а також в подальшому призначення і застосуванні. Гексафторид урану є проміжним продуктом, який штучно створюють шляхом фторування тетрафториду урану[en] фтором у кількостях, необхідних для отримання збагаченого урану[23]. Навпаки, ГЗУ є залишковим продуктом перетворення гексафториду урану в збагачений уран. Наприкінці процесу збагачення 235U початковий гексафторид урану з його природним ізотопним складом (завдяки співвідношенню ізотопів природного урану) перетворюється на два інші продукти (з новими ізотопними співвідношеннями 235U, 238U та 234U) — збагачений уран і ГЗУ.

Через те, що різні ізотопи урану мають однакові хімічні властивості, хімічні та фізичні властивості збідненого гексафториду урану та природних речовин гексафториду урану, а також збагаченого урану ідентичні, за винятком ступеня радіоактивності. Гексафторид збідненого урану, як первинна форма збідненого урану, може бути перетворений в інші форми збідненого урану з іншою щільністю. За стандартних умов збіднений уран виглядає як прозорі або світло-сірі кристали з щільністю 5,09 г/см3. При температурі 64,1 °C і тиску 1,5 атм, твердий ГЗУ перетворюється в газоподібну форму минаючи рідку фазу. Критична температура ГЗУ становить 230,2 °C, а критичний тиск — 4,61 МПа.

Радіоактивність

[ред. | ред. код]

Радіоактивність ГЗУ визначається ізотопним складом урану та співвідношенням його ізотопів (234U, 235U та 238U), оскільки фтор у з'єднанні має лише один стабільний ізотоп 19F[en]. Швидкість радіоактивного розпаду природного гексафториду урану (з 0,72 % 235U) становить 1,7×104 Бк/г і визначається ізотопами 238U і 234U на 97 %.

Властивості та внесок у радіоактивність природного урану його ізотопів[4]
Ізотоп урану Масова частка в природному урані Період напіврозпаду, років Активність 1 мг чистого ізотопу Внесок в активність природного урану
238U 99,27 % 4,51×109 12,4 Бк 48,8 %
235U 0,72 % 7,04×108 80 Бк 2,4 %
234U 0,0055 % 2,45×105 231000 Бк 48,8 %

При збагаченні урану збільшується вміст легких ізотопів 234U і 235U. І хоча 234U*, незважаючи на його значно нижчу масову частку, робить більший внесок в активність, цільовим ізотопом для використання в ядерній промисловості є 235U. Тому ступінь збагачення або збіднення урану визначається вмістом 235U. Залежно від вмісту 235U нижче природного рівня 0,72 %, активність ГЗУ може бути значно нижчою, ніж у природного гексафториду урану.

Швидкість радіоактивного розпаду природного та збідненого гексафториду урану в залежності від рівня збагачення[24]
Тип гексафториду урану Вміст 235U Швидкість радіоактивного розпаду, Бк/г Активність у порівнянні з природним гексафторидом урану
Природній

(з природним складом ізотопів урану)

0,72 % 1,7×104 100 %
Збіднений 0,45 % 1,2×104 70 %
0,2 % 5,3×103 32 %
0,1 % 2,7×103 16 %

*Значення швидкості радіоактивного розпаду включають активність 234U, який концентрується в процесі збагачення, і не включають внесок дочірніх продуктів.

Виробництво

[ред. | ред. код]
Ілюстрація процесу збагачення гексафториду урану

Для ядерної енергетики використовується низькозбагачений уран (НЗУ) зі збагаченням від 2 до 5 % 235U (з деякими винятками, коли використовується 0,72 % природного складу, наприклад в канадських реакторах CANDU), на відміну від збройового високозбагаченого урану з вмістом 235U понад 20 %, а в деяких випадках понад 90 %, що досягається при найвищих рівнях збагачення. Для отримання збагаченого урану використовуються різні методи поділу ізотопів, головним чином центрифугування і, в минулому, метод газової дифузії. Більшість із них працюють із газоподібним гексафторидом урану (UF6), який, у свою чергу, отримують шляхом фторування тетрафториду елементарного урану (UF4 + F2 → UF6) або оксидів урану (UO2F2 + 2 F2 → UF6 + O2), з великим виділенням тепла в обох випадках. Оскільки гексафторид урану є єдиною сполукою урану, яка є газоподібною при відносно низькій температурі, він відіграє ключову роль у ядерному паливному циклі як речовина, придатна для розділення ізотопів 235U та 238U[25]. Після отримання збагаченого гексафториду урану з природним ізотопним складом залишок (приблизно 95 % від загальної маси) перетворюється на збіднений гексафторид урану (як форма збідненого урану), який складається в основному з 238U, оскільки його вміст 235U становить значно менше 0,72 % (залежно від ступеня збагачення) і практично не містить 234U. У 2020 році у світі накопичилося майже два мільйони тонн збідненого урану. Основна його частина зберігається у вигляді ГЗУ в спеціальних сталевих резервуарах[26].

Методи поводження зі збідненим ураном у різних країнах залежать від їхньої стратегії ядерного паливного циклу. МАГАТЕ визнає, що визначення політики є прерогативою уряду (п. VII Об'єднаної конвенції про безпеку поводження з відпрацьованим паливом та про безпеку поводження з радіоактивними відходами)[27]. Враховуючи технологічні можливості та концепції ядерного паливного циклу в кожній країні, з доступом до установок розділення, ГЗУ можна розглядати як цінну сировину, з одного боку, або як низькоактивні[en] відходи з іншого. Тому єдиного правового та нормативного статусу ГЗУ у світі не існує. Звіт експерта МАГАТЕ ISBN 92-64-195254, 2001 року та спільна доповідь OECD, NEA[en] та МАГАТЕ щодо управління збідненим ураном 2001 року, визнають ГЗУ цінною сировиною[28][29].

Накопичений ГЗУ у 2014 році за країнами[30]
Виробництва з розділу урана, країна Накопичений ГЗУ

(тис. тонн)

Річний приріст запасів ГЗУ (тис. тонн) Форма зберігання

збідненого урану (ГЗУ, оксид, метал)

USEC[en] / DOE (США) 700 30 UF6
РОСАТОМ (Росія) 640 15 UF6
EURODIF[en] (Франція) 200 18 UF6, U3O8
BNFL[en](Велика Британія) 44 0 UF6
URENCO (Німеччина, Нідерланди, Англія) 43 6 UF6
JNFL[en], PNC[en](Японія) 38 0,7 UF6
CNNC (Китай) 30 1,5 UF6
SA NEC[en](Південна Африка) 3 0 UF6
Інші (Південна Америка) <1,5 0 -
Всього ≈ 1700 ≈ 70 UF6, (U3O8)

Застосування

[ред. | ред. код]

В результаті хімічного перетворення ГЗУ отримують безводний[en] фтористий водень та/або його водний розчин (тобто плавикову кислоту), які мають певний попит на ринках неядерної енергетики, таких як алюмінієва промисловість, у виробництві холодоагентів, гербіцидів, фармацевтики, високооктанового бензину, пластмаси тощо[31]. Він також використовується для повторного застосування фтористого водню у виробництві гексафториду урану (UF6) шляхом перетворення октооксиду триурану (U3O8) у тетрафторид урану[en] (UF4) перед подальшим фторуванням у гексафторид урану (UF6)[32].

Обробка

[ред. | ред. код]

У світовій практиці переробки ГЗУ існує кілька напрямків. Деякі з них пройшли випробування в напівпромислових умовах, а інші експлуатувалися і експлуатуються в промислових масштабах з метою скорочення запасів уранових хвостів[en] і забезпечення хімічної промисловості фтористоводневої кислотою і промисловими фторорганічними[en] продуктами[33][34].

Методи переробки гексафториду збідненого урану
Метод Реакція Кінцевий продукт
Пірогідроліз UF6 + H2O → UO2F2 + 4 HF

3 UO2F2 + 3 H2O → U3O8 + 6 HF + ½ O2

Октоксид триурану і плавикова кислота (20 -f 50 % HF)
Пірогідроліз в киплячому шарі (на гранулах UO2) Діоксид урану (зернистий) щільністю до 6 г/см3 і плавикова кислота (до 90 % HF)
Відновлення водню UF6 + H2 → UF4 + 2 HF Тетрафтористий уран і фтористий водень
Відновлення за допомогою органічних сполук (CHCI) UF6 + CHCI = CCI2 → UF4 + CHCIF — CCI2F Тетрафторид урану, холодоагенти, в тому числі безпечні з огляду на озон (X-122)
Відновлення за допомогою органічних сполук (ССI4) UF6 + CCI4 → UF4 + CF2CI2 + CI2 Тетрафторид урану та холодоагенти типу метану
Плазмохімічне перетворення UF6 + 3 H — OH → 1/3 U3O8 + 6 HF + 1/6 O2 Октоксид триурану (щільність 4,5-4,7 г/см3) і фтористий водень
Радіаційно-хімічне відновлення UF6 UF6 + 2 e → UF4 + 2 °F Тетрафторид урану і фтор.

Залежно від стратегії ядерного паливного циклу, технологічних можливостей, міжнародних конвенцій і програм, таких як Цілі сталого розвитку (ЦСР) і Глобальний договір ООН, кожна країна індивідуально підходить до питання використання накопиченого збідненого урану[27][35][36]. Сполучені Штати прийняли низку довгострокових програм щодо безпечного зберігання та переробки запасів ГЗУ перед їх остаточною утилізацією[37][38][39].

Цілі сталого розвитку

[ред. | ред. код]

Відповідно до Цілей сталого розвитку ООН, ядерна енергетика відіграє важливу роль не лише у забезпеченні доступу до доступної, надійної, сталої та сучасної енергії (ціль 7[en]), але й у сприянні досягненню інших цілей, зокрема у боротьбі з бідністю, голодом і дефіцитом води, економічному зростанні та галузеві інновації[40][41]. Низка країн, таких як Сполучені Штати, Франція, Росія та Китай, через своїх провідних операторів ядерної енергетики взяли на себе зобов'язання досягти Цілей сталого розвитку[42]. Для досягнення цих цілей застосовуються різні технології як у переробці ВЯП, так і в переробці накопиченого ГЗУ[43][44][45][46][47].

Перевезення

[ред. | ред. код]

Міжнародна політика транспортування радіоактивних матеріалів регулюється Міжнародним агентством з атомної енергії (МАГАТЕ) з 1961 року[48][49]. Ці правила реалізовані в політиці Міжнародної організації цивільної авіації (ICAO), Міжнародної морської організації (IMO) і регіональних транспортних організацій[50].

Гексафторид збідненого урану транспортують і зберігають при нормальних умовах у твердому стані та в герметичних металевих контейнерах з товщиною стінок близько 1 см (0,39 дюйма), призначених для екстремальних механічних і корозійних впливів[51]. Наприклад, найпоширеніші контейнери «Y48» для транспортування та зберігання містять до 12,5 тонн ГЗУ у твердому вигляді[52][53]. ГЗУ завантажується та вивантажується з цих контейнерів у заводських умовах при нагріванні, у рідкому вигляді та через спеціальні автоклави[54].

Небезпека

[ред. | ред. код]

Через його низьку радіоактивність основна небезпека для здоров'я ГЗУ пов'язана з його хімічним впливом на функції організму. Хімічний вплив є основною небезпекою на підприємствах, пов'язаних з обробкою ГЗУ. Сполуки урану та фториду, такі як фтористий водень (ФВ), токсичні при низьких рівнях хімічного впливу. Коли ГЗУ контактує з вологим повітрям, він реагує з утворенням ФВ і газоподібного уранілфториду. ФВ є корозійною кислотою, яка може бути надзвичайно небезпечною при вдиханні; це одна з головних небезпек на виробництві[en] в таких галузях[26].

У багатьох країнах граничний пороговий рівень впливу розчинних сполук урану пов'язаний з максимальною концентрацією 3 мкг урану на грам ниркової тканини. Будь-які ефекти, спричинені впливом цих рівнів на нирки, вважаються незначними та тимчасовими. Сучасна практика, заснована на цих обмеженнях, забезпечує адекватний захист працівників уранової промисловості. Щоб гарантувати, що ці концентрації в нирках не перевищуються, законодавство обмежує довгострокові (8 годин) концентрації розчинного урану в повітрі робочого місця до 0,2 мг на кубічний метр і короткочасні (15 хвилин) до 0,6 мг на кубічний метр[4].

Інциденти під час транспортування

[ред. | ред. код]

У серпні 1984 року вантажне судно MS Mont Louis затонуло в Ла-Манші з 30 повними та 22 порожніми контейнерами ГЗУ на борту. Було вилучено 30 контейнерів (типу 48-Y) з гексафторидом урану, а також 16 із 22 порожніх контейнерів (типу 30-B). Під час огляду 30 контейнерів в одному випадку виявлено невелике протікання запірної арматури. Було відібрано 217 проб, проведено 752 різні аналізи та 146 вимірювань рівнів доз на контейнерах. Не було виявлено доказів витоку ні радіоактивних (природного або переробленого урану), ні фізико-хімічних речовин (фтор або плавикова кислота)[55][56]. Як повідомляє The Washington Post, цей інцидент не був небезпечним, оскільки вантаж урану був у своєму природному стані з вмістом ізотопу 235U 0,72 % або менше, і лише частина його була збагачена до 0,9 %[57].

Див. також

[ред. | ред. код]
  • Реактори CANDU, комерційні енергетичні реактори, які можуть використовувати незбагачене уранове паливо
  • Реактор на біжучій хвилі — концепція реактора, який використовує збіднений уран як паливо

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Uranium Enrichment Tails Upgrading (Re-enrichment). www.wise-uranium.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  2. ↑ Operation of Depleted Uranium Hexafluoride (DUF6) Conversion Facilities Project. www.emcbc.doe.gov (англ.). Архів оригіналу за 1 жовтня 2021. Процитовано 26 грудня 2020.
  3. ↑ Conversion - World Nuclear Association. www.world-nuclear.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  4. ↑ а б в г Depleted Uranium. International Atomic Energy Agency (англ.). 8 листопада 2016. Архів оригіналу за 16 липня 2017. Процитовано 26 грудня 2020.
  5. ↑ Uranium Oxide - an overview | ScienceDirect Topics. www.sciencedirect.com (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  6. ↑ Reade Advanced Materials - Uranium Metal (U) & Depleted Uranium (DU). www.reade.com (англ.). Архів оригіналу за 18 лютого 2018. Процитовано 26 грудня 2020.
  7. ↑ Otto Hahn, Lise Meitner, and Fritz Strassmann. Science History Institute (англ.). 1 червня 2016. Процитовано 26 грудня 2020.
  8. ↑ Fritz Strassmann | German chemist. Encyclopedia Britannica (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  9. ↑ Amaldi, Edoardo (2013). An Outline of the Early Development of Applied Nuclear Energy in Germany. In: Braccini S., Ereditato A., Scampoli P. (eds) The Adventurous Life of Friedrich Georg Houtermans, Physicist (1903-1966) (англ.). Berlin, Heidelberg: Springer. doi:10.1007/978-3-642-32855-8_16. ISBN 978-3-642-32854-1.
  10. ↑ Holloway, David (1981). Entering the Nuclear Arms Race: The Soviet Decision to Build the Atomic Bomb, 1939-45. Social Studies of Science (англ.). 11 (2): 159—197. doi:10.1177/030631278101100201. ISSN 0306-3127. JSTOR 284865.
  11. ↑ Pondrom, Lee G (2018). The Soviet Atomic Project: How the Soviet Union Obtained the Atomic Bomb (англ.). Wisconsin, USA: World Scientific. doi:10.1142/10865. ISBN 978-981-3235-55-7.
  12. ↑ Uranium enrichment technologies. English (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  13. ↑ Use of Reprocessed Uranium: Challenges and Options (PDF) (англ.). Vienna: International Atomic Energy Agency. 2009. ISBN 978-92-0-106409-7.
  14. ↑ Krass, Allan S.; Stockholm International Peace Research Institute (1983). Uranium enrichment and nuclear weapon proliferation (англ.). New York: International Publications Service, Taylor & Francis. ISBN 0-85066-219-2. OCLC 9489089.
  15. ↑ Bukharin, Oleg (2004). Understanding Russia's Uranium Enrichment Complex (PDF). Science & Global Security (англ.). 12 (3): 193—214. Bibcode:2004S&GS...12..193B. doi:10.1080/08929880490521546. ISSN 0892-9882.
  16. ↑ TENEX: 50 years on the nuclear market. Stock company «Techsnabexport» (рос.). Процитовано 26 грудня 2020.
  17. ↑ Nuclear Observatory Segments. ec.europa.eu (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  18. ↑ The adventures of depleted uranium hexafluoride. Bellona.org (англ.). 6 серпня 2020. Процитовано 26 грудня 2020.
  19. ↑ Depleted Uranium Secondary Research. www.topionetworks.com (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  20. ↑ Reade Advanced Materials - Uranium Metal (U) & Depleted Uranium (DU). www.reade.com (англ.). Архів оригіналу за 18 лютого 2018. Процитовано 26 грудня 2020.
  21. ↑ Health Effects Associated with Uranium Hexafluoride (UF6). web.evs.anl.gov (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  22. ↑ UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY. Uranium Metal Reaction Behavior in Water, Sludge, and Grout Matrices (PDF). pnnl.gov (англ.). Архів (PDF) оригіналу за 6 травня 2021.
  23. ↑ Fluorination and oxidation of uranium tetrafluoride to uranium hexafluoride by perchloryl fluoride (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  24. ↑ IAEA. Interim guidance on the safe transport of uranium hexafluoride (PDF). pub.iaea.org (англ.).
  25. ↑ Uranium hexafluoride - Energy Education. energyeducation.ca (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  26. ↑ а б Frequently Asked Questions about Depleted Uranium Deconversion Facilities. U.S. Nuclear Regulatory Commission (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  27. ↑ а б Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management. www.iaea.org (англ.). 16 жовтня 2017. Процитовано 26 грудня 2020.
  28. ↑ DEPLETED URANIUM HEXAFLUORIDE (PDF). network.bellona.org (англ.). Bellona Foundation Environmental Protection NGO 'Ecopravo' Expert and Legal Center. Архів (PDF) оригіналу за 10 серпня 2020.
  29. ↑ Management of Depleted Uranium. Nuclear Energy Agency (NEA) (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  30. ↑ The amount of accumulated DUHF by countries of the world. - Great Encyclopedia of Oil and Gas. www.ngpedia.ru (рос.). Процитовано 26 грудня 2020.
  31. ↑ Processing of an aqueous solution of hydrogen fluoride. NCP — New chemical products | resident of Skolkovo (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  32. ↑ PubChem. Hydrofluoric acid. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  33. ↑ Radioactive Waste Management | Nuclear Waste Disposal — World Nuclear Association. www.world-nuclear.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  34. ↑ IAEA. Status and Trends in Spent Fuel and Radioactive Waste Management (PDF). pub.iaea.org (англ.).
  35. ↑ United Nations. The UN Global Compact: Finding Solutions to Global Challenges. United Nations (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  36. ↑ Sustainable Development Goals. UNDP (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  37. ↑ DUF6 Conversion Project. Energy.gov (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  38. ↑ Depleted Uranium Hexafluoride Conversion Operations - Fluor. www.fluor.com (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  39. ↑ URANIUM From exploration to remediation (PDF) (англ.). International Atomic Energy Agency. Архів (PDF) оригіналу за 22 січня 2021.
  40. ↑ United Nations. Goal 7—Ensure Access to Affordable, Reliable, Sustainable and Modern Energy for All. United Nations (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  41. ↑ The Role of Nuclear Energy in Sustainable Development: Entry Pathways (PDF). UNECE (англ.). Geneva: Committee on Sustainable Energy. 15 лютого 2019. Архів (PDF) оригіналу за 22 січня 2021.
  42. ↑ IAEA. Nuclear Power for Sustainable Development (PDF). iaea.org (англ.).
  43. ↑ First serial batch of MOX fuel loaded into BN-800: Uranium & Fuel - World Nuclear News. world-nuclear-news.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  44. ↑ Processing of Used Nuclear Fuel - World Nuclear Association. www.world-nuclear.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  45. ↑ 3 Advanced Reactor Systems to Watch by 2030. Energy.gov (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  46. ↑ Unused stockpiles of nuclear waste could be more useful than we might think: Chemists have found a new use for the waste product of nuclear power. ScienceDaily (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  47. ↑ IAEA. Recycle and reuse of materials and components from waste streams of nuclear fuel cycle facilities (PDF). inis.iaea.org (англ.).
  48. ↑ Transport of Radioactive Materials - World Nuclear Association. www.world-nuclear.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  49. ↑ IAEA. Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material 2012 Edition (PDF). pub.iaea.org (англ.).
  50. ↑ Transportation. web.evs.anl.gov (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  51. ↑ IAEA. Manual on safe production, transport, handling and storage of uranium hexafluoride (PDF). inis.iaea.org (англ.).
  52. ↑ World nuclear transport institute. UF6 Cylinder Identification (PDF). wnti.co.uk (англ.). Архів оригіналу (PDF) за 2 лютого 2021. Процитовано 15 липня 2023.
  53. ↑ Uranium hexafluoride: A manual of good handling practices. Revision 7 (Technical report). Bethesda, MA: U.S. Enrichment Corp. 1995. OSTI 205924.
  54. ↑ Affordable Cleanup?: Opportunities for Cost Reduction in the Decontamination and Decommissioning of the Nation's Uranium Enrichment Facilities (англ.). National Academy Press. 1996. с. 157. doi:10.17226/5114. ISBN 978-0-309-05438-6.
  55. ↑ Bernard Augustin. The sinking of the Mont-Louis and nuclear safety (PDF). iaea.org (англ.). с. 28—31.
  56. ↑ INIS Repository Search - Single Result. inis.iaea.org (англ.). Процитовано 26 грудня 2020.
  57. ↑ The Washington Post. A Cargo of Uranium. washingtonpost.com (англ.).
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Гексафторид_збідненого_урану&oldid=42252470