ทุกอย่างเกี่ยวกับอุตสาหกรรมยูเรเนียม

ลักษณะ

ยูเรเนียมเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ซึ่งคิดเป็น 11% ของพลังงานไฟฟ้าของโลกทุกวันนี้ มันมีกัมมันตภาพรังสีที่อ่อนแอเพียงครึ่งชีวิต 4.5 พันล้านปี ยูเรเนียมเป็นองค์ประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่พบในเปลือกโลกและมีความอุดมสมบูรณ์กว่าเงินถึง 40 เท่า อุปสงค์ทั่วโลกสำหรับยูเรเนียมบริสุทธิ์อยู่ที่ประมาณ 60, 000 ตันต่อปี ยูเรเนียมส่วนใหญ่ไปสู่การผลิตพลังงานแม้ว่าจะมีการใช้ในการวิจัยทางการแพทย์เล็กน้อยและเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารเช่นการขับเคลื่อนทางทะเลและใต้น้ำและอาวุธ ยูเรเนียมมีความสำคัญต่อการผลิตพลังงานนิวเคลียร์เนื่องจากนิวเคลียสของมันค่อนข้างแตกง่ายและปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมา

ที่ตั้ง

คาซัคสถานแคนาดาและออสเตรเลียรวมกันเพื่อผลิตยูเรเนียมเกือบสองในสามของโลกทุกปี คาซัคสถานเพิ่งจะกลายเป็นผู้เล่นหลักในอุตสาหกรรมยูเรเนียมโลกซึ่งเหนือกว่าการผลิตของแคนาดาเมื่อเร็ว ๆ นี้ในปี 2009 แคนาดายังเป็นเจ้าของเหมืองยูเรเนียมคุณภาพสูงที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือเหมืองแร่แมคอาเธอร์ริเวอร์ เหมืองแห่งนี้ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของ Saskatoon แคนาดาระยะทาง 385 ไมล์ (620 กิโลเมตร) และผลิตยูเรเนียม 7, 520 ตันในปี 2555 ซึ่งคิดเป็น 13% ของการผลิตทั่วโลกในปีนั้น เนื่องจากแม่น้ำ McArthur เป็นเหมืองแร่ยูเรเนียมคุณภาพสูงอุปกรณ์ที่ดำเนินการจากระยะไกลจะทำการขุดแร่จากเหมืองใต้ดิน คาซัคสถานมีเหมืองที่ใหญ่ที่สุดอีกสามแห่งในโลกและออสเตรเลียเป็นเจ้าของสองแห่ง สหรัฐอเมริกาฝรั่งเศสและจีนเป็นผู้บริโภคยูเรเนียมรายใหญ่ที่สุดของโลก

กระบวนการ

หายูเรเนียมได้ง่ายกว่าโลหะอื่น ๆ เพราะลายเซ็นรังสีนั้นสามารถตรวจพบได้จากอากาศ ในอดีต บริษัท ต่างๆได้ขุดทุ่นระเบิดขนาดใหญ่เพื่อเก็บเกี่ยวยูเรเนียมจากเปลือกโลก แร่จะถูกสกัดและชะด้วยกรดซัลฟูริกเพื่อกำจัดออกซิเดชันจากนั้นยูเรเนียมจะถูกแยกทางเคมีออกจากสิ่งสกปรก เหมืองใต้ดินยังคงเป็นเรื่องธรรมดาในปัจจุบันแม้ว่าวิธีการใหม่ที่เรียกว่า "in situ leaching" ได้กลายเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาโดยเฉพาะในคาซัคสถาน "การชะละลายในแหล่งกำเนิด" จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อยูเรเนียมติดอยู่ภายในวัสดุที่อยู่รอบ ๆ เช่นทรายหรือกรวด ในกระบวนการนี้น้ำที่มีฤทธิ์เป็นกรดอ่อนจะถูกสูบเข้าสู่ภาชนะขนาดใหญ่ของวัสดุดังกล่าว ยูเรเนียมจะละลายลงไปในน้ำซึ่งถูกกำจัดออกแล้วยูเรเนียมก็จะตกตะกอนกลับมาจากน้ำในโรงกลั่น

ประวัติศาสตร์

นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Henri Becquerel ค้นพบคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียมเป็นครั้งแรกในปีพ. ศ. 2439 ในปี 2482 ในปี 1939 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันอ็อตโตฮาห์นใช้ยูเรเนียมเพื่อสร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน สิ่งนี้ทำให้เกิดการค้นหายูเรเนียมอย่างจริงจังในสถานที่เช่นแคนาดาและสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นทศวรรษที่ 1940 ซึ่งมีการระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ที่มีชื่อเสียงในฮิโรชิมาและนางาซากิประเทศญี่ปุ่นในปี 2488 สิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สองอย่างมีประสิทธิภาพ หลังสงครามประเทศอื่น ๆ ทั่วโลกก็เริ่มค้นหาและขุดหายูเรเนียม นอกเหนือจากวัตถุประสงค์ด้านการป้องกันแล้วมันยังเป็นที่ต้องการมากขึ้นหลังจากนักวิจัยพัฒนาวิธีการที่จะใช้ฟิชชันนิวเคลียร์เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าในปี 1950 ในแหล่งกำเนิดการชะล้างเริ่มเป็นที่นิยมในปี 1970 และอนุญาตให้มีการขยายตัวอย่างมากในอุตสาหกรรม

กฎระเบียบ

การขุดยูเรเนียมเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างปลอดภัยเนื่องจากธาตุนั้นมีกัมมันตภาพรังสีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อย่างไรก็ตามมีสองอันตรายที่สำคัญสำหรับคนงาน อย่างแรกคือการสัมผัสกับเรดอนก๊าซกัมมันตรังสีที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อขุดยูเรเนียม เพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้ประเทศต่างๆมีข้อบังคับที่ต้องการการระบายอากาศการควบคุมฝุ่นและอุปกรณ์ตรวจจับรังสีภายในเหมืองใต้ดินยูเรเนียม ที่สองคือการสัมผัสกับ "รังสีแกมมา" ซึ่งเป็นกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาเมื่อขุดแร่ยูเรเนียมเกรดสูง เนื่องจากรังสีแกมมานั้นอันตรายกว่าแก๊สเรดอนเหมืองแร่คุณภาพสูงส่วนใหญ่จึงใช้อุปกรณ์ที่ดำเนินการจากระยะไกลเพื่อเก็บเกี่ยวแร่ รัฐบาลท้องถิ่นยังผ่านกฎระเบียบเพื่อป้องกันน้ำบาดาลในพื้นที่ในพื้นที่ที่มีการชะละลายในแหล่งกำเนิด หลังจากเกิดภัยพิบัติที่เชอร์โนบิลเมื่อปีพ. ศ. 2529 ซึ่งทำลายล้างเศรษฐกิจของยูเครนและเบลารุสมีผู้เสียชีวิต 31 คนและมีการปนเปื้อนในพื้นที่มากกว่า 62, 000 ตารางไมล์ (100, 000 ตารางกิโลเมตร) หลายคนทั่วโลกต่างระมัดระวังการใช้พลังงาน เรียกร้องให้มีกฎระเบียบที่เข้มงวดมากขึ้นหรือแม้กระทั่งหยุดการใช้งานโดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตามความกังวลเกี่ยวกับอันตรายที่อาจเกิดขึ้นของยูเรเนียมและพลังงานนิวเคลียร์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องหลังจากภัยพิบัติฟูกูชิม่าไดอิชิ 2011 ในญี่ปุ่น