鈾資源是核軍工和核電的重要原料,被喻為核工業的“糧食”。鈾資源是怎么發現的,鈾礦是如何開采的,核燃料元件如何制造……7月26日—30日,科技日報記者隨“中核集團‘核’你在一起”活動的核燃料1線,奔赴內蒙古包頭、鄂爾多斯、呼和浩特、通遼,探尋核工業“糧倉”。
為核電站提供“成品糧”
燃料元件,聽起來有點晦澀,其實它好比火電站的煤,為核電站運行提供燃料,它也像歸入“糧倉”中的“成品糧”。
26日,記者一行走進了位于內蒙古包頭的中核北方核燃料元件有限公司(以下簡稱中核北方)。中核北方創建于1958年,是我國核電燃料元件主要的生產科研基地。
當天,記者一行走進參觀走廊,透過兩側寬敞的玻璃窗,高達幾層樓高的生產線內景盡收眼底?!斑@是無塵廠房,在里面工作需要穿工作服、戴帽子。”AFA3G壓水堆核電燃料元件生產線是公司已建成的三條生產線之一,工作人員介紹,該生產線已建設形成年產200噸鈾的生產能力,為秦山二核、方家山和紅沿河核電提供換料。
在建的具有四代核能安全特征的高溫氣冷堆燃料元件生產線吸引了眾人目光。記者見到了由高純度的石墨包裹成的球形燃料元件,直徑約6厘米,石墨球中密布約1.2萬個微小的包覆燃料顆粒,每個小顆粒直徑不到1毫米,有熱解碳層、碳化硅層等多層包覆,保護著二氧化鈾核芯。中核北方高溫氣冷堆核電燃料元件生產線負責人牛小平說,這種層層包覆的技術和工藝,是實現高溫氣冷核電站固有安全性的重要技術基礎,可防止核燃料放射性擴散。相關人員介紹,該生產線設計能力為年產30萬個球形核電燃料元件,建成后將為山東石島灣核電站20萬千瓦模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程提供燃料元件。
創新理論讓荒野煥發生機
在“糧倉”的“朋友圈”中,核地質處于產業鏈最前端,任務是將埋藏在地下的“糧食”找出來。中核集團核工業二〇八大隊齊聚了一群“找糧人”。
27日,記者一行從包頭驅車3小時,走進鄂爾多斯東勝泊爾江海子鎮,這里駐扎著二〇八大隊地勘二分隊。
坑坑洼洼的地磚路面,一層樓高的磚房外墻斑駁,讓人感覺光陰仿佛倒回幾十年。該大隊總工程師彭云彪告訴記者,這個基地是臨時租用的,每年4月—11月是大隊生產季節,地質人員得在這生活半年多。之所以選擇這作為大本營,是因為其距離試驗現場比較近。從基地出發,路越走越窄,從雙車道的柏油路變成了顛簸的土路,柳暗花明時,但見高高的鉆井挺立在天地間,烈日下,鉆機加足馬力運轉。
在二〇八大隊采訪,工作人員談起找鈾獲得突破時喜形于色:近15年來累計發現2個超大型鈾礦床、3個特大型鈾礦床、2個大型鈾礦床、3個中型鈾礦床和9處鈾礦產地?!罢业V能取得突破,正是得益于我們提出了創新性鈾成礦理論與模式。”彭云彪以鄂爾多斯盆地為例介紹,早在1958年我國啟動了該盆地地質工作,但受傳統水成鈾礦理論束縛,一直沒有取得突破性進展。大隊開展地質構造研究和鉆探,并提出了“古層間氧化帶鈾成礦”觀點,由此發現了第一個特大型砂巖鈾礦床,填補了我國無特大型砂巖鈾礦的空白。這片曾被認為的死礦呆礦,沉寂多年的荒野煥發了新的生機。
地浸采鈾技術成就綠色礦山
如果說核地質負責找糧,鈾礦冶的任務是將“糧食”收割“歸倉”。
在位于科爾沁草原腹地的中核通遼鈾業有限責任公司(以下簡稱通遼鈾業),記者一行近距離接觸了我國首座采用CO2+O2原地地浸工藝的礦山。
從通遼市區驅車近兩個小時進入廠區,沒有看到露天礦山的巨大采坑和重型采礦設備,也看不到井下礦山的標志豎井和天輪。7月的科爾沁草原草豐牛肥,放眼望去,是一片青綠的草場,已掛果的玉米稈已齊人高。距離生產區千米左右的地方就是生活區,靜謐安然。
通遼鈾業總經理蘇學斌說,地浸采鈾技術是通過注液鉆孔將溶浸液注入地下礦層,使其在礦層與礦石發生反應,形成含鈾溶液,再通過抽液鉆孔用潛水泵將含鈾溶液提升至地表,然后進行水冶處理,加工成鈾的初級產品;提取鈾之后的尾液又配置成溶浸液再注入地下礦層。這種方法采鈾,不會破壞地表植被,不會產生廢渣,還大大減少了外排廢水量。在地浸井場,僅手腕粗細的抽液管、注液管通過鉆孔插入地中,只在地面小露半截弧度,又很快隱埋入地下進入集控室。整個井場完全看不出任何采挖痕跡,露在地面的白色抽液管在草叢里若隱若現。從注液、抽液環節開始,直到黃色的天然鈾產品生產出來,全部工序只需不到10人值守,僅有的幾個當班工人,主要工作是坐在計算機前監視相關數據。通遼鈾業副總經理張澤貴告訴記者,為保護采區地下水,廠區利用多項技術措施防止地浸含鈾溶液污染地下水。
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