Beberapa orang mengatakan bahwa ada jutaan ton limbah nuklir di dunia dan bahwa mereka tidak akan pernah terkubur dengan aman, sehubungan dengan itu Greenpeace memblokir rel kereta api di mana bahan nuklir diangkut, dan menuntut untuk membatasi seluruh industri nuklir dalam semalam. Yang lain berpendapat bahwa limbah nuklir nyata dari pembangkit listrik tenaga nuklir di seluruh dunia ditempatkan dalam kubus dengan sisi sepuluh meter. Bagaimana memahami siapa yang benar dan siapa yang salah? Dan mengapa bagi sebagian “sampah” dipandang oleh orang lain sebagai investasi yang berharga di masa depan? Mari kita coba mencari tahu.
Berapa banyak limbah nuklir di planet ini saat ini
Reaktor nuklir mengkonsumsi bahan bakar yang sangat sedikit: reaktor gigawatt hanya menghasilkan sekitar 30 ton bahan bakar nuklir bekas (SNF) per tahun. Oleh karena itu, selama seluruh periode pengoperasian reaktor nuklir dalam sejarah bumi, mereka hanya menghasilkan 370 ribu ton bahan bakar bekas, dan 120 ribu ton ini telah diproses ulang.
Bahan bakar pembangkit listrik tenaga nuklir di hampir semua kasus adalah UO2, uranium dioksida, yang densitasnya 10,97 ton per meter kubik. Artinya, total volume bahan bakar nuklir yang dihabiskan, tetapi masih belum diproses, kurang dari 23 ribu meter kubik. Bahkan bersama-sama dengan cangkang, semua ini akan masuk ke dalam kubus dengan sisi 29 meter. Jelas bahwa tidak semua bahan bakar nuklir bekas yang diproses ulang telah hilang - beberapa telah disimpan kembali. Bagaimanapun: semua bahan bakar nuklir bekas di dunia dalam seluruh sejarah tenaga nuklir ditempatkan dalam sebuah kubus dengan sisi 30 meter.
Artikel ini dapat didengarkan sebagai podcast.
Angka ini berguna untuk diingat setiap kali Anda mendengar tentang "masalah pembuangan limbah nuklir yang tak terpecahkan". Bahkan jika bahan bakar nuklir bekas benar-benar sia-sia - dan kami akan menunjukkan di bawah bahwa ini sama sekali tidak terjadi - volumenya sangat kecil. Apalagi jika dibandingkan dengan volume sampah di sektor energi lainnya.
Misalnya, energi batubara di Rusia saja telah mengumpulkan lebih dari 1,5 miliar ton campuran abu dan terak terhidrasi, dan pegunungannya menempati 28 ribu hektar (280 kilometer persegi) di negara kita. Selain itu, mereka sering terletak dekat dengan pusat kota seperti Novosibirsk, Kemerovo, Chelyabinsk, Irkutsk, Krasnoyarsk, Novokuznetsk, Ulan-Ude: pembangkit listrik tenaga panas berbahan bakar batubara dibangun untuk waktu yang lama, dan kota-kota secara bertahap mengelilinginya di semua sisi. Siapa pun yang pernah berada di dekat tempat pembuangan abu seperti itu dalam angin yang baik tahu: berada di sisi bawah angin, tanpa masker gas, lebih baik tidak bernapas (dan tidak membuka mata lagi), tetapi cobalah lari ke suatu tempat di mana angin melayang tidak pergi.
Angka-angka besar dalam paragraf di atas sebenarnya sederhana. Di Amerika Serikat, hampir sepuluh kali lebih banyak energi dihasilkan dari batu bara daripada di Rusia, dan di Cina, puluhan kali lebih banyak. Di negara-negara ini, volume bahan bakar batubara yang tidak terbakar jauh lebih tinggi, serta efek negatifnya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.
Omong-omong, rekayasa tenaga batu baralah yang merupakan sumber utama pencemaran lingkungan uranium-thorium. Satu ton batubara "rata-rata dunia" mengandung tujuh gram uranium dan thorium (kira-kira sama dengan proporsi keduanya). Dunia membakar delapan miliar ton batu bara per tahun. Sangat mudah untuk melihat bahwa pembangkit listrik termal memberi planet ini 55 ribu ton uranium dan thorium setiap tahun. Dalam semua bahan bakar nuklir bekas di sepanjang sejarah umat manusia, uranium beberapa kali lebih sedikit daripada energi batu bara yang dibuang ke udara hanya dalam sepuluh tahun.
Dengan perbedaan besar bahwa uranium dari reaktor dalam wadah tertutup masuk ke fasilitas penyimpanan permukaan khusus, tetapi dari miliaran ton batu bara yang terbakar, ia langsung ke udara. Lima belas kilogram yang masing-masing dari kita melewati paru-paru kita setiap hari - yaitu, lima ton per tahun. Oleh karena itu, jika Anda tinggal di sebelah pembangkit listrik tenaga batu bara, maka dengan kemungkinan yang sangat tinggi di tubuh Anda ada peningkatan kandungan uranium dan thorium - dan itu akan menjadi lebih banyak lagi.
Reaktor pemulia: mengapa bahan bakar nuklir bekas adalah cadangan energi utama negara
Namun pada kenyataannya, volume limbah nuklir sebenarnya tidak sama dengan volume bahan bakar nuklir bekas. Sebagaimana dicatat dalam Undang-Undang tentang Penggunaan Energi Atom (No. 170-FZ), bahan nuklir dan zat radioaktif, yang penggunaannya tidak dipertimbangkan lebih lanjut, dianggap sebagai limbah. Tetapi, seperti yang telah kita ketahui, 97% dari bahan bakar nuklir bekas di reaktor adalah uranium dan plutonium, yaitu, yang dapat digunakan untuk membuat bahan bakar nuklir baru. Satu kilogram salah satu dari kedua logam ini, bila digunakan sepenuhnya, menghasilkan delapan juta kilowatt-jam listrik (dengan efisiensi PLTN sekitar 33%).
Pembakaran sempurna tidak mungkin dilakukan dalam satu siklus bahan bakar: begitu bahan bakar melewati reaktor, ia kehilangan beberapa persen dari kandungan awal isotop fisil. Satu kilogram uranium yang sekali melewati reaktor hanya akan menghasilkan 620.000 kilowatt-jam, bukan delapan juta.
Itulah sebabnya Rosatom bertujuan untuk mendaur ulang - melewatkan bahan bakar bekas secara berulang melalui pembangkit listrik tenaga nuklir. Selain itu, di semua siklus, volume massa bahan bakar bekas akan sedikit berkurang, karena dengan setiap siklus baru, sebagian massanya diubah menjadi energi.
Sebagai bagian dari daur ulang tersebut, setiap ton bahan bakar nuklir bekas akan menghasilkan delapan miliar kilowatt-jam listrik. 12 turbin angin besar dengan kapasitas delapan megawatt dan tinggi masing-masing 200 meter telah memproduksi jumlah yang sama selama 25 tahun beroperasi. Jumlah listrik ini dikonsumsi oleh rata-rata kota Rusia dengan populasi satu juta.
Secara total, 23 ribu ton bahan bakar nuklir bekas telah terakumulasi di Rusia. Operasi aritmatika sederhana menunjukkan bahwa ~ 180 triliun kilowatt-jam dapat diperoleh dari mereka - dan ini lebih banyak listrik daripada yang dikonsumsi negara kita sepanjang sejarahnya. Hari ini, ia mengkonsumsi satu triliun kilowatt-jam per tahun, dan jika tingkat ini tidak tumbuh, bahan bakar nuklir bekas dapat menyediakan 180 tahun konsumsi tersebut.
Semua ini menunjukkan bahwa sangat tidak mungkin untuk menyebut bahan bakar nuklir bekas sebagai "limbah" - seperti yang kadang-kadang dilakukan di media. Sama seperti tidak mungkin untuk menganggap serius proposal untuk penguburan "abadi" di bawah tanah.
Jika Anda menjual satu ton emas, Anda mendapatkan $60 juta (enam miliar sen) - cukup untuk membeli satu miliar kilowatt-jam secara eceran (enam sen per kilowatt-jam). Dengan kata lain, dari satu kilogram bahan bakar nuklir bekas, menggunakan daur ulang, Anda bisa mendapatkan jumlah listrik yang sama dengan penjualan delapan kilogram emas. Dari 23 ribu ton bahan bakar nuklir bekas yang terkumpul di Rusia, orang bisa mendapatkan kilowatt-jam sebanyak dari penjualan 180 ribu ton emas. Dan ini lebih dari gabungan cadangan emas semua negara di dunia. Siapa yang waras akan memutuskan untuk mengubur hal seperti itu di bawah tanah?
Dan di Rusia, sejak 2018, mereka telah memproduksi bahan bakar uranium-plutonium MOX berdasarkan isotop-isotop yang terkandung dalam bahan yang pernah digunakan. Dan di reaktor BN-800, rakitan MOX digunakan untuk menghasilkan listrik: yaitu, proses mengubah akumulasi bahan bakar nuklir bekas menjadi energi nyata telah diluncurkan.
Saat ini, sebagian besar reaktor di dunia didasarkan pada neutron lambat, dan mereka tidak dapat digunakan untuk "menggandakan" bahan bakar nuklir menggunakan bahan bakar nuklir bekas. Sepintas, pembangunan massal reaktor breeder tipe BN-800 masih menjadi soal di masa depan. Namun, ini tidak sepenuhnya benar.
Soalnya, selain murni pertimbangan ekonomi, ada juga pertimbangan lingkungan. Tidak ada reaktor cepat di Prancis saat ini, jadi di sana mereka membakar bahan bakar pada reaktor dengan neutron lambat. Efisiensi proses ini tidak begitu tinggi: hanya 40-50% dari bahan bakar bekas yang dapat diubah menjadi bahan bakar baru. Tapi ini tidak menghentikan Prancis: negara-negara Eropa lainnya membayar mereka ekstra untuk pembuangan bahan bakar mereka, yang membuat prosesnya menguntungkan.
Jelas bahwa siapa pun yang pertama kali menggunakan reaktor cepat yang murah (seperti BN-1200 yang direncanakan oleh Rosatom, yang biayanya direncanakan sama dengan harga reaktor lambat, seperti VVER), akan menerima keuntungan besar. keuntungan. Reaktornya akan berubah menjadi bahan bakar dua kali lebih banyak dari bahan bakar nuklir bekas, yaitu, ia akan dapat mengurangi separuh volumenya dan secara bersamaan memperoleh sejumlah besar energi.
Sejauh ini, proses ini telah sangat terhambat oleh fakta bahwa pertumbuhan PDB kumulatif di Rusia telah mendekati nol selama sepuluh tahun terakhir, itulah sebabnya tidak ada begitu banyak permintaan untuk pembangkit listrik baru. Namun, kita dapat mengatakan dengan percaya diri: di masa depan, tidak ada cara untuk melepaskan diri dari bahan bakar daur ulang.
Dalam hal ini, bahan bakar bekas Rusia yang disimpan di bawah gunung di Zheleznogorsk harus dinilai sebagai cadangan utama - baik secara energi maupun ekonomi - negara. Ada ribuan ton potensi kegunaan yang sebanding dengan emas dengan berat yang sama.
Reaktor-afterburner di aula gunung: tahap kedua dari skema daur ulang
Seperti yang kami ketahui, pertanyaan "berapa banyak limbah nuklir di dunia" jauh lebih rumit daripada yang terlihat. Dari penjelasan di atas, kami mengetahui bahwa 97% bahan bakar bekas dapat digunakan. Sangat menggoda untuk menghitung volume limbah nuklir dari reaktor hanya dengan mengalikan 250 ribu ton SNF dengan sisa 3% (0,03) - ini persis fraksi dari bagian bahan bakar bekas yang tidak dapat digunakan di reaktor BN-800. Angka yang dihasilkan sebesar 7,5 ribu ton untuk seluruh dunia tampaknya kecil. Semua ini akan masuk ke dalam kubus yang panjangnya kurang dari sepuluh meter. Namun, pada kenyataannya, perkiraan volume limbah nuklir ini sangat berlebihan.
Ini semua tentang komposisi tiga persen ini. Mereka terbentuk selama peluruhan uranium-235 dalam reaktor neutron lambat biasa dan terdiri dari hampir setengah tabel periodik. Tetapi yang paling penting adalah zirkonium, molibdenum, teknesium, rutenium, rhodium, paladium, perak, yodium, xenon, sesium, barium, lantanum, serium, dan neodimium.
Sebagian besar isotop ini tidak menimbulkan bahaya radiasi yang serius dan dapat digunakan dalam industri. Untungnya, rhodium, paladium, perak dengan neodymium bukanlah logam termurah, yang konsumsinya telah berkembang pesat selama beberapa dekade terakhir. Omong-omong, sudah ada metode untuk ekstraksi mereka selama pemrosesan ulang bahan bakar bekas.
Produk peluruhan uranium lainnya sangat radioaktif, tetapi itulah sebabnya mereka berharga. Misalnya, teknesium, sesium, dan yodium radioaktif banyak digunakan dalam kedokteran nuklir, sebuah industri yang telah mengalami permintaan bahan fisil yang terus meningkat selama dua puluh tahun terakhir. Strontium dan sejumlah isotop lainnya digunakan untuk menghasilkan sumber energi radioisotop: merekalah yang menggerakkan alat pacu jantung, pelampung, suar tanpa pengawasan, dan sejumlah pesawat ruang angkasa.
Ada juga jenis ketiga dari produk fisi, yang disebut aktinida minor: neptunium-237, amerisium-Am-241 dan 243, curium-242, 244 dan 245. Bahan-bahan ini memiliki umur yang pendek, tetapi karena itu mereka membelah sedemikian rupa. tingkat yang dalam arti langsung kata glow in the dark (kemerahan atau ungu terang). Akan menyenangkan menggunakannya untuk mendapatkan energi, tetapi, sayangnya, konsentrasi mereka dalam elemen bahan bakar terlalu rendah untuk trik semacam itu. Dan bahkan jika mereka dikeluarkan dari sana, bahan bakar tersebut akan cepat hancur, dan menjadi terlalu panas untuk membuat elemen bahan bakar biasa darinya.
Rosatom sudah tahu cara menghilangkan uranium dan plutonium dari bahan bakar bekas, tetapi sampai saat ini tidak jelas apa yang harus dilakukan dengan aktinida kecil.
Namun, dalam beberapa tahun terakhir, telah dikembangkan teknologi yang dapat menutup masalah ini. Peran kunci di sini dimainkan oleh zat dengan nama, yang sulit diucapkan dari pertama kali, lithium tetrafluoroberyllate, yang Rosatom lebih suka menyebutnya garam FLiBe.
Senyawa ini memiliki keuntungan yang serius, memberikan kemampuan untuk menjadi pendingin yang sangat baik untuk reaktor nuklir yang menggunakan neutron cepat, dan bahkan kemampuan untuk menggunakan aktinida kecil yang disebutkan di atas dalam reaktor tersebut. Faktanya adalah bahwa fluor, lithium-7 dan berilium tidak menyerap neutron, tidak memperlambatnya - tidak seperti pendingin seperti air. Selain itu, garam litium-berilium meleleh pada suhu plus 459 ° C, dan mendidih hanya pada suhu plus 1430 ° C. Ini sangat penting untuk efisiensi reaktor: semakin banyak pendingin dipanaskan, semakin tinggi efisiensi menurut siklus Carnot. Dalam reaktor modern yang khas (misalnya, VVER), air didinginkan, yang tidak dipanaskan di atas + 322 ° C (jika tidak, akan sulit digunakan).
Dan untuk mendapatkan parameter ekonomi yang dapat diterima, reaktor air menahan air di bawah tekanan 160 atmosfer, yang membutuhkan bejana reaktor yang sangat tahan lama yang menghabiskan banyak uang. Garam berilium dan litium sangat panas sehingga tekanan dalam reaktor dengan penggunaannya adalah atmosfer - dan tidak perlu benda tugas berat.
Harus dikatakan bahwa tidak hanya garam lithium-berilium yang dapat dipanaskan dengan sangat kuat: natrium mendidih hampir pada plus 900 ° C, dan dalam BN-800 dipanaskan hingga sekitar plus 550 ° C. Oleh karena itu, efisiensinya mendekati 40%, sedangkan untuk VVER-1200 tidak lebih tinggi dari 35%. Untuk alasan yang sama, tekanan di sirkuit utama BN-800 adalah atmosfer. Tetapi garam lithium-berilium memiliki keunggulan dibandingkan natrium.
Pertama, kapasitas panasnya empat kali lebih tinggi daripada natrium (yaitu, volumenya harus lebih kecil). Kedua, tidak terbakar ketika bersentuhan dengan udara, tetapi natrium terbakar - dan itulah sebabnya Prancis dan Jepang saat ini tidak memiliki reaktor seperti itu (ada kebakaran pada reaktor cepat natrium di kedua negara). Fluorida umumnya sangat sulit untuk dioksidasi, membuat garam FLiBe hampir tidak mungkin menyala (dan ini adalah keuntungan yang nyata).
Lithium tetrafluorberyllate memiliki fitur penting lainnya: uranium, plutonium, dan aktinida minor larut dalam garam ini. Karena itu, dimungkinkan untuk membuat reaktor tanpa elemen bahan bakar, di mana tetrafluorida plutonium dan aktinida minor akan dilarutkan dalam litium dan berilium fluorida. Ketika mereka hancur, kolam garam akan memanas, memanaskan sirkuit kedua, dan itu, pada gilirannya, akan menghasilkan uap, yang akan memutar turbin dan menghasilkan listrik.
Karena zona aktif di sini sepenuhnya cair, maka dengan peluruhan neptunium, amerisium, dan curium, adalah mungkin untuk secara bertahap menghilangkan dari sana plutonium-238 yang terbentuk selama peluruhannya dan menambahkan lebih banyak bagian aktinida minor. Omong-omong, plutonium-238 juga bukan limbah, tetapi sumber energi yang sangat berharga untuk wahana antariksa dan penjelajah. Di plutonium-238 Rusia di Mars itulah Curiosity beroperasi.
Reaktor eksperimental semacam ini dengan kapasitas 10 megawatt direncanakan akan dibangun di Pertambangan dan Kombinasi Kimia Rosatom di Zheleznogorsk. Itu tidak disebut "gunung" secara kebetulan: itu dipotong di batu di bawah gunung alami sehingga bisa menahan serangan atom. Reaktor LB-120 pernah bekerja di sana (LB - menurut inisial Lavrenty Beria, kepala proyek atom pada tahun perusahaan didirikan).
Setelah penutupan reaktor terakhir untuk produksi plutonium tingkat senjata di sana, kaki bukit pabrik itu kosong. Tapi ini tidak mungkin bertahan lama: reaktor afterburner demonstrasi akan dibangun di sana, dan juga direncanakan untuk membuat afterburner industri gigawatt di sana, panas tingkat rendah yang akan dapat menghangatkan kota Zheleznogorsk.
Jika operasi uji coba berjalan sesuai rencana, dalam sepuluh tahun pabrik berencana untuk membangun reaktor afterburner aktinida minor yang lebih besar - 1000 megawatt, pada tingkat VVER-1000 dalam hal daya listrik.
Untuk mengekstrak lantanida dan elemen lain secara efisien dari "bak" reaktor, Rosatom sedang mengembangkan teknologi untuk ekstraksi tiga tahap komponen dari bahan bakar yang diganti secara bertahap dari reaktor afterburner semacam itu. Untuk melakukan ini, bismut cair akan dimasukkan ke dalamnya, dan kemudian, ke dalam bismut - litium logam, yang dengan mudah mereduksi unsur-unsur yang diperlukan dari oksida, yang memungkinkannya diperoleh dalam bentuk murni.
Di salah satu tahap, sisa plutonium dan aktinida minor akan diekstraksi (walaupun mereka terbakar di dalam reaktor, tetapi tidak 100%), dan di tahap lain, lantanida juga akan diekstraksi. Plutonium dan aktinida yang tidak terbakar kemudian akan dimasukkan kembali ke dalam bak reaktor, menjadi bahan bakar "putaran kedua".
Sebagai hasil dari pengoperasian afterburner, aktinida minor terutama merupakan isotop cesium, strontium, zirkonium dan molibdenum yang berumur pendek. Bahkan jika yang pertama dan kedua tidak berguna dalam "baterai" radioisotop - waktu paruhnya hanya membutuhkan waktu 30 hingga 50 tahun. Artinya, setelah 500 tahun, aktivitas limbah "afterburner" akan turun ke tingkat uranium alami - dan mereka praktis tidak berbahaya.
Rosatom bertujuan untuk ini: sehingga produk dengan radioaktivitas yang sama dengan bijih yang diekstraksi dari tanah pada awal siklus bahan bakar nuklir harus dikubur di dalam tanah.
Saat menggunakan 97% bahan bakar bekas di reaktor cepat tipe BN-800 dan sisa pembakaran 3% di afterburner seperti eksperimen yang saat ini sedang dibangun di Zheleznogorsk, total volume limbah dalam bahan bakar nuklir bekas akan jauh lebih sedikit daripada 1% dari massa aslinya. Dengan kata lain, dari 250 ribu ton bahan bakar bekas yang tidak didaur ulang hingga saat ini, kurang dari 2,5 ribu ton sampah yang akan diperoleh. Dalam hal volume, itu adalah ratusan meter kubik. Dan dari 23 ribu ton bahan bakar nuklir bekas yang terkumpul di Rusia - sekitar 230 ton, kurang dari 25 meter kubik.
Semua ini menunjukkan betapa sedikit limbah yang sebenarnya keluar dari gerbang pembangkit listrik tenaga nuklir. Selama lebih dari 60 tahun beroperasinya industri tenaga nuklir, hanya 2.500 ton yang dapat diakumulasikan, yang pada kenyataannya tidak dapat diproses, dimungkinkan. Ya, sampah seratus meter kubik ini (untuk seluruh dunia) harus disimpan dalam wadah selama 500 tahun sebelum bisa dikubur di dalam tanah. Dan tetap saja, dalam hal beratnya, itu sangat kecil: ketika satu kincir angin besar dibongkar, yang telah menghabiskan hidupnya, ratusan ton limbah dihasilkan, yang hari ini, sebagai suatu peraturan, hanya terkubur di tempat pembuangan sampah. Untuk produksi satu triliun kilowatt-jam, turbin angin hanya menghasilkan bilah fiberglass bekas setidaknya 150 ribu ton - tetapi ini tidak mencegahnya untuk dianggap sebagai sumber energi yang ramah lingkungan.
Dan apa yang Greenpeace sebut sebagai "jutaan ton limbah nuklir"?
Semua angka ini membingungkan. Secara berkala, perwakilan Greenpeace mengklaim bahwa ada jutaan ton limbah nuklir di dunia, dan di Rusia saja ada lebih dari satu juta ton. Tapi apa jutaan ton yang kita bicarakan jika reaktor atom sepanjang sejarahnya dan setengah juta ton bahan bakar belum digunakan? Dan dalam seperempat juta bahan bakar awal yang belum diproses dari limbah nyata - 1%?
Dengan angka-angka Greenpeace, semuanya tidak begitu sulit: yang utama bukanlah apa yang mereka hitung, tetapi siapa yang diperhitungkan. Karyawan Greenpeace tidak dapat mengatakan “energi nuklir menghasilkan lebih sedikit limbah per kilowatt-jam daripada turbin angin” - bahkan jika ini benar. Oleh karena itu, untuk membuat pembangkit listrik tenaga nuklir terlihat lebih buruk di mata opini publik, hijau menulis dalam limbah nuklir … uranium hexafluoride.
Organisasi itu bahkan mengatakan bahwa Rusia juga mengimpor "limbah nuklir" semacam itu dari Jerman. Dan mereka berkata: "Produsen Eropa tertarik pada kontrak Rusia bukan untuk pengayaan tambahan DUHF, tetapi untuk pembuangannya [di Rusia]." Benar, ada nuansa: di Rusia, limbah nuklir tidak dikubur sama sekali, bahkan miliknya sendiri. Selain itu, ini berlaku untuk uranium heksafluorida - suatu senyawa, yang kedua komponennya (baik fluor dan uranium) di negara kita dapat digunakan sepenuhnya.
Ini adalah zat yang digunakan dalam pengayaan uranium alami - yaitu, dengan peningkatan konsentrasi uranium-235 di dalamnya menjadi beberapa persen, bukan 0,7% alami. Selama pengayaan, sedikit bahan bakar diperoleh - sekitar 10% dari semua uranium yang ditambang pergi ke sana - dan "ekor" yang habis, pembuangan batu yang hampir "kosong" (dalam hal uranium-235).
Seperti yang Anda duga dari kata "kosong", radioaktivitas zat semacam itu lebih rendah daripada uranium heksafluorida yang sama sebelum dimulainya pengayaan. Artinya, zat ini jauh lebih sedikit radiasi berbahaya daripada uranium di alam. Aktivitas uranium heksafluorida sebelum pengayaan hanya 14 ribu becquerel per gram, dan setelah itu jauh lebih sedikit. Sebagai perbandingan, dapat diingat bahwa satu gram radium memiliki aktivitas sekitar 37 miliar becquerels.
Selama insiden radiasi di Goiânia, Brasil, di mana seorang perampok yang gigih tetapi kurang berpendidikan menemukan perangkat radioterapi, sumber dengan aktivitas 74 triliun becquerels menewaskan empat orang - dan 40.000 ton uranium hexafluoride memiliki radioaktivitas yang sama. Artinya, radioaktivitas darinya sangat rendah sehingga seseorang dapat dengan aman duduk di atas tong dengannya.
Tetapi hal terpenting dalam zat ini berbeda: dua pertiga dari beratnya adalah uranium-238. Yang, seperti yang kami sebutkan di atas, ketika melewati reaktor nuklir "cepat" dan daur ulang berulang bahan bakarnya, menghasilkan delapan juta kilowatt-jam per kilogram - jauh lebih banyak daripada yang dapat dibeli untuk emas dengan massa yang sama.
Dalam hal ini, ada baiknya melihat secara berbeda kisah impor uranium heksafluorida ke Rusia dari Jerman, yang tidak begitu disukai Greenpeace. Esensinya adalah bahwa Jerman tidak memiliki teknologi yang dikembangkan sendiri untuk pengayaan ulang uranium, tetapi di Rusia mereka memilikinya: di sini pengayaan uranium secara historis dan tetap berada di garis depan kemampuan teknologi umat manusia.
Oleh karena itu, Jerman memutuskan untuk membawa uranium heksafluorida mereka kepada kami, di mana ia akan diperkaya kembali, bagian yang diperkaya dengan uranium-235 (kecil) akan dibawa kembali ke Jerman, dan "ekor" yang terkuras dalam uranium-235 akan menjadi pergi bersama kami.
Apa yang dimiliki Rosatom dari ini? Untuk memulainya, serangkaian reaksi di instalasi W-EKhZ (Zelenogorsk) dari heksafluorida ini dapat digunakan untuk mendapatkan asam fluorida, yang bukan merupakan bahan termurah. Dalam prospek yang lebih jauh - dan jauh lebih penting -, uranium-238 dari sisa "tailing" kami dapat digunakan sebagai bahan bakar. PLTN Beloyarsk sudah melakukan ini: sekitar 10% bahan bakar di reaktor BN-800 adalah bahan bakar MOX. Selain plutonium, oksida yang sama dari depleted uranium-238 digunakan untuk produksinya. Dan oksida ini diperoleh justru dari uranium heksafluorida, "tailing". Pada tahun 2023, pangsa bahan bakar tersebut di BN-800 harus mencapai 100 persen.
Untuk tahun 2020, seratus ribu ton uranium heksafluorida telah diproses di Zelenogorsk, dan prosesnya berlanjut. Hanya pada 2011-2017, 49 ribu ton asam fluorida dan hidrogen fluorida diperoleh darinya dan dikirim ke industri kimia, dan uranium itu sendiri diikat dalam bentuk uranium oksida, U3O8.
Menurut Greenpeace, Rusia mengimpor dari Jerman lebih dari 140 ribu ton uranium hexafluoride, beberapa di antaranya kembali, dan beberapa tetap. Sisanya mengandung 80 ribu ton uranium sendiri. Artinya, ketika dilewatkan melalui reaktor pembiakan, "limbah" ini dapat menghasilkan 640 triliun kilowatt-jam. Yang merupakan 25 kali konsumsi listrik tahunan seluruh planet.
Tetapi Moskow tidak boleh dituduh melakukan pengkhianatan. Ya, pada kenyataannya, Rosatom menerima uang dari Eropa karena mampu menyimpan bahan baku untuk sejumlah besar bahan bakar nuklir. Tetapi dia tidak menipu siapa pun: mitra Eropa kami sama sekali tidak memiliki teknologi yang memungkinkan untuk memperkaya uranium heksafluorida seefisien di Rusia, dan terlebih lagi untuk menggunakan uranium dari tailing yang habis di reaktor nuklir "cepat".
Selain itu, Rosatom tidak mengimpor tailing karena ingin merebut lebih banyak bahan baku gratis untuk bahan bakar masa depan. Rusia sendiri memiliki sejuta ton uranium hexafluoride. Mereka mengandung lebih dari 660 ribu ton uranium-238, yaitu, berpotensi lima kuadriliun kilowatt-jam dapat dihasilkan dari "limbah" ini.
Ternyata menjadi situasi paradoks: Rosatom telah secara konsisten, selama bertahun-tahun berturut-turut, memproses ulang "ekor" dari pengayaan uranium. Dan, menurut logika, hijau harus mendukung proses ini dengan kedua tangan - terutama karena di Jerman mereka tidak tahu bagaimana memproses uranium hexafluoride. Apalagi mereka tidak tahu bagaimana menggunakan depleted uranium sebagai bahan bakar, seperti di PLTN Beloyarsk.
Tapi bukannya mendukung, Greenpeace… mengkritik mereka yang mengolah bahan nuklir. Mengapa daur ulang plastik itu baik dan daur ulang bahan nuklir itu jahat? Mengapa mencoba menghentikan mereka dari daur ulang? Sayangnya, Partai Hijau sendiri belum merumuskan jawaban atas semua pertanyaan ini.
"Limbah", yang lebih berharga daripada cadangan emas
Mari kita rangkum. Di Rusia, hampir 800 ribu ton uranium disimpan dalam bentuk tempat pembuangan "kosong" (dari uranium-235, tetapi bukan dari uranium-238). 23 ribu ton bahan baku lainnya untuk bahan bakar masa depan disimpan dalam bentuk bahan bakar nuklir bekas. Jumlah total energi listrik yang dapat diekstraksi dari mereka adalah lebih dari 6,4 kuadriliun kilowatt-jam.
Dan jika kita menambahkan semua cadangan batu bara, gas, dan minyak Rusia, ternyata dari mereka (dengan efisiensi 60%), Anda bisa mendapatkan listrik 1, 3 kuadriliun kilowatt-jam. Dari jumlah tersebut, batu bara menyumbang kurang dari 0,84 kuadriliun, dan gas - sekitar 0,23 kuadriliun kilowatt-jam. 0,2 kuadriliun lainnya dapat diperoleh dari semua minyak Rusia. Kesimpulan: "limbah" nuklir yang disimpan di Rusia, yang sama sekali bukan limbah, dapat memberikan energi lima kali lebih banyak daripada semua bahan bakar fosil yang disatukan.
Hanya minyak, gas, dan batu bara yang harus diekstraksi dari bumi. Dan dalam kasus batubara, ini paling sering dilakukan di lubang terbuka yang besar, dengan konsekuensi lingkungan yang besar dan tidak menyenangkan. Cukuplah untuk mengingat bahwa 600 ribu ton bahan peledak per tahun dihabiskan untuk penambangan batu bara dan di Kuzbass saja - empat puluh Hiroshima dalam setara TNT. Dalam video di bawah ini, mudah untuk melihat apa yang kadang-kadang menyebabkan 600 kiloton per tahun ini (hati-hati, suara keras):
Tetapi "limbah nuklir", yang, pada kenyataannya, lebih mungkin merupakan cadangan emas, telah ditambang - dan untuk menggunakan energinya tidak perlu menyebabkan kerusakan pada alam. Cukup mengambilnya dari situs penyimpanan. Selain itu, segera setelah industri nuklir mulai menggunakan reaktor cepat dalam jumlah yang signifikan, kebutuhan untuk produksi uranium heksafluorida baru secara bertahap akan hilang dengan sendirinya: tidak perlu memperkaya bijih uranium alam, karena Anda cukup menggunakan apa yang telah lama dikeluarkan dari bumi.
Pada titik ini, orang mungkin bertanya-tanya mengapa Greenpeace mencoba menyebut bahan limbah yang berpotensi lebih penting daripada cadangan bahan lainnya di negara kita. Tetapi kami tidak akan melakukan ini, karena dalam teks terpisah "The Price of Fear" kami telah menjelaskan mengapa hijau salah besar tentang energi nuklir, serta berapa banyak nyawa yang telah dibayar umat manusia untuk delusi ini.
Karena itu, mari kita memikirkan hal lain. Angka-angka menunjukkan bahwa untuk industri nuklir, daur ulang dan penghormatan terhadap alam adalah cara pembangunan yang alami dan paling menguntungkan. Akumulasi bahan baku untuk produksi bahan bakar baru cukup untuk memasok pembangkit listrik tenaga nuklir selama ribuan tahun ke depan.
Reaktor afterburner yang secara fundamental baru di Zheleznogorsk akan memungkinkan untuk menghindari pembuangan bahan berbahaya dengan peningkatan aktivitas radiasi dan mengembalikan jumlah becquerel yang sama seperti yang pernah diambil orang di tambang uranium ke alam. Selain itu, semua ini, dengan mempertimbangkan desain yang menjanjikan dari tipe BN-1200 dan reaktor pada garam lithium dan berilium, akan cukup dibenarkan secara ekonomi. Mungkin, dari sudut pandang teknis murni, industri tenaga nuklir memiliki prospek yang sangat bagus.