Канада сталкивается с призывами начать обогащение урана. Стоит ли это делать?

Компания Ontario Power Generation находится на начальном этапе строительства четырех реакторов на АЭС «Дарлингтон», для которых требуется обогащенное топливо, а в других провинциях существуют предварительные планы по строительству новых реакторов.

Зависимость от иностранных поставщиков обогащенного урана, особенно российских или американских, представляется все более рискованной.

Все больше голосов звучит в пользу того, что Канаде пора рассмотреть возможность обогащения урана. Как показывают документы, полученные в соответствии с Законом о доступе к информации, федеральные чиновники несколько лет назад незаметно начали изучать этот вопрос.

Решение об обогащении урана будет иметь серьезные последствия для уранодобывающей промышленности Саскачевана, производителей электроэнергии и международного авторитета Канады.

Большинство аргументов против обогащения собственного урана остаются столь же весомыми, как и раньше. А заявления федеральных чиновников свидетельствуют о том, что их опасения ослабели по мере того, как иностранные обогатители наращивают свои мощности.

Что такое обогащённый уран?

Природный уран почти полностью состоит из урана-238; он содержит всего 0,7 % урана-235 – изотопа, необходимого для работы ядерных реакторов. Обогащение заключается в повышении содержания U-235 за счёт удаления U-238.

Уран, обогащенный до 5% U-235, называется низкообогащенным ураном (НОУ) и используется в качестве топлива для большинства энергетических реакторов в мире. Уран с содержанием U-235 от 5% до 20% называется высокоактивным низкообогащенным ураном (ВАНОУ), который требуется для некоторых предлагаемых малых модульных реакторов (ММР). Выше порога в 20 % находится область высокообогащенного урана, который, как правило, считается выходящим за рамки требований мирных целей.

Мощность по обогащению выражается в единицах разделительной работы (SWU) – это сложный расчет, отражающий количество энергии, необходимое для обогащения заданной массы урана. Крупнейший во Франции завод по обогащению урана «Жорж Бесс II» имеет мощность 7,5 млн SWU.

Где происходит обогащение?

Существует три крупнейших предприятия по обогащению урана, в том числе Urenco (транснациональная компания, эксплуатирующая заводы в Германии, Великобритании, Нидерландах и США) и французская Orano.

По данным Всемирной ядерной ассоциации, годовая мировая мощность составляет около 63 млн SWU, что свидетельствует о значительном избытке. Однако для западных энергетических компаний третьим крупным поставщиком стала компания «Росатом» из России.

Она располагает четырьмя заводами по обогащению урана, на долю которых приходится почти половина мировых мощностей, и является единственным коммерческим поставщиком HALEU.

Ситуация стала неудобной после вторжения России в Украину в 2022 году. Жан-Люк Палайер, генеральный директор Orano USA, рассказал на недавней конференции CIBC в Торонто, посвященной атомной промышленности, что клиенты начали звонить в поисках альтернативных мощностей по обогащению, что побудило Orano заняться расширением завода Georges Besse II и строительством нового завода в Ок-Ридже, штат Теннесси.

Аргументы в пользу внутреннего обогащения часто начинаются с давних опасений, что страна не использует в полной мере потенциал урана из Саскачевана. Это типично канадская дилемма. Канада богата природными ресурсами, но часто экспортирует их в более или менее сыром виде в другие страны, которые построили инфраструктуру для их переработки.

Согласно отчету за 2022 год, подготовленному инжиниринговой компанией Hatch для федерального правительства, Канада в настоящее время удерживает 58 % стоимости уранового реакторного топлива. Благодаря созданию собственных мощностей по обогащению она могла бы удержать ещё 24 %. Компания Hatch рекомендовала Канаде выбрать технологию для обогащения в промышленных масштабах.

Эсам Хуссейн, почетный профессор Университета Реджайны, наблюдал, как в последние несколько лет правительства Канады все больше увлекались идеей малых модульных реакторов. По его словам, реакторы небольшого объема обязательно потребуют обогащенного урана.

Как Канада дошла до этого?

Здесь есть долгая предыстория. К 1973 году Канада уже приступила к строительству реакторов Candu, работающих на природном уране. В Оттаве считали, что обогащенный в Канаде уран будет экспортироваться, поэтому было трудно утверждать, что обогащение имеет какое-то национальное значение.

Кроме того, там полагали, что разработка новой технологии обогащения с нуля обойдется в баснословную сумму. Обогатительный завод, скорее всего, использовал бы технологии, разработанные за рубежом, которые находились бы под контролем иностранного правительства и считались бы строго секретными.

Стив Аплин, консультант по ядерной энергетике из Торонто, сказал, что была еще одна причина. «Американцы оказывали на нас давление, чтобы мы этого не делали, – сказал он. – Они говорили: «Какие бы ни были ваши потребности в обогащенном уране, мы их обеспечим»».

На протяжении десятилетий аналитические центры, ученые и представители атомной отрасли периодически призывали пересмотреть эту стратегию, особенно в моменты, когда США предпринимали шаги по ограничению экспорта обогащенного урана.

Документы, обнародованные в соответствии с федеральным Законом о доступе к информации, показывают, что несколько лет назад чиновники начали пересматривать свою позицию по вопросу обогащения урана.

Например, Министерство природных ресурсов Канады и Министерство иностранных дел Канады предложили создать рабочую группу для изучения вопросов обогащения урана в 2024 году.

Кроме того, согласно документам, в рамках подготовки к регулированию маломощных реакторов (SMR) Канадская комиссия по ядерной безопасности приступила к работе «по регулированию обогащения урана на случай, если такая необходимость возникнет».

Официальная рабочая группа так и не была создана, написала пресс-секретарь NRCan Мириам Галипо в письменном ответе на вопросы: «Канада проводила аналогичные обзоры, связанные с ураном и ядерным топливным циклом, еще в 1970-х годах».

Что сейчас делает Канада?

Наиболее заметным шагом стало объявление правительством в своем осеннем экономическом заявлении, опубликованном в декабре 2024 года, о выделении $500 млн в качестве «резервного механизма» для оказания помощи коммунальным предприятиям в закупке обогащенного топлива в США и других странах.

Эти нерешительные меры основывались на предположении, что Канада будет работать рука об руку с американскими партнерами, чтобы укрепить цепочки поставок ядерного топлива в Северной Америке. В 2023 году тогдашние лидеры Джастин Трюдо и Джо Байден выступили с совместным заявлением, в котором заявили о своем намерении сделать именно это. (США обладают собственными мощностями по обогащению урана, но их явно недостаточно для удовлетворения спроса со стороны собственного парка реакторов, крупнейшего в мире.)

С момента вступления в должность президента Дональда Трампа ухудшение отношений между двумя странами поставило под угрозу любое подобное сотрудничество.

«Учитывая политические и экономические угрозы, с которыми Канада в настоящее время сталкивается со стороны администрации США, потенциальное нарушение поставок ядерного топлива представляет собой риск, который нельзя игнорировать», – написал в прошлом месяце Джефф Кучарски, старший научный сотрудник Института Макдональда-Лорье.

В мартовском отчете Форума по вопросам государственной политики было предложено, чтобы Канада пока продолжала прилагать усилия по обеспечению доступа к обогащенному урану от союзников; в долгосрочной перспективе ей следует «оценить экономическую целесообразность вариантов внутреннего обогащения».

Г-н Макдональд заявил в интервью, что если Канада намерена всерьёз выполнить свои обязательства по сокращению выбросов парниковых газов, «внутренний спрос на обогащение урана в Канаде будет достаточным, чтобы оправдать его осуществление». Как отмечается в статье, Канаде может потребоваться до семи миллионов SWU, что можно обеспечить за счёт строительства от двух до четырёх обогатительных заводов.

«Стоимость современного центрифужного комплекса средних размеров, вероятно, составит от $4 до $5 млрд», сказал г-н Макдональд.

Эта оценка совпадает с отдельной оценкой Фрэнка фон Хиппеля, профессора Принстонского университета. Он заявил, что мощности по обогащению обходятся примерно в $1 млрд за миллион SWU. По его словам, одного миллиона SWU достаточно для удовлетворения спроса примерно восьми крупных реакторов.

Консультант г-н Аплин заявил, что Канада могла бы быстро развить мощности по обогащению еще несколько десятилетий назад. По его оценкам, сегодня это обошлось бы менее чем в $5 млрд.

Г-н Хуссейн высказал мнение, что Канада могла бы использовать свой статус крупного производителя урана для того, чтобы договориться о доступе к технологиям обогащения с другими странами, уже обладающими ими.

Профессор фон Хиппель, чьи научные интересы включают контроль над ядерным оружием и нераспространение, заявил, что создание мощностей по обогащению в Канаде не противоречило бы никаким законам или международным обязательствам, но было бы трудно оправдать с экономической точки зрения.

Большинство сторонников обогащения исходят из того, что по всей стране будет построено много новых реакторов, отличных от реакторов типа Candu. Например, г-н Макдональд и его коллеги в своей статье предположили, что в их «минимальном сценарии» все «обсуждаемые в настоящее время» ядерные проекты будут реализованы.

Это смелое предположение. Зачастую от предлагаемых атомных электростанций отказываются, и одна из девяти станций, строительство которых начинается в мире, так и не достраивается.

В проекте отчета за 2023 год, подготовленном NRCan и полученном в соответствии с Законом о доступе к информации, перечислены 18 реакторов, требующих обогащенного топлива, которые, как ожидается, будут введены в эксплуатацию в Канаде в период с 2028 по 2040 год.

С тех пор поставщики как минимум 10 из этих реакторов либо столкнулись с серьезными финансовыми трудностями, либо лишились поддержки со стороны энергетических компаний-спонсоров, либо прекратили обсуждение планов по введению реакторов в эксплуатацию в Канаде.

Крупнейший производитель урана в Канаде открыто скептически относится к аргументам о том, что Канада должна доминировать во всех аспектах цепочек поставок ядерного топлива.