鈾資源是一種重要的戰(zhàn)略資源和能源礦產(chǎn),被稱為“核電糧倉”;如“華龍一號”這樣的百萬千瓦級核電站,按60年來計算,大概需要1萬噸鈾來做燃料保障。在“雙碳”目標(biāo)背景下,核電正逐漸演變?yōu)楸U想娏ο到y(tǒng)安全和低碳清潔電能供給的基礎(chǔ)性能源,我國核電機(jī)組在建規(guī)模已達(dá)世界第一,因此,提高鈾資源自主保障能力意義重大。
包含首個超大型地浸砂巖鈾礦床在內(nèi)的新時代十年我國鈾礦勘查成果7月21日發(fā)布。近年來,我國優(yōu)質(zhì)可采鈾資源大幅增長,預(yù)測資源總量超過280萬噸,確保了我國天然鈾穩(wěn)定高效供應(yīng),將核工業(yè)“糧食”的飯碗牢牢端在自己手中。我國如何在新時代十年實現(xiàn)鈾礦找礦的歷史性突破?如何在積極安全有序發(fā)展核電的背景下,持續(xù)保證“糧倉”充盈?
鈾,在哪兒?
鈾資源為什么重要?
鈾這種物質(zhì)大家并不陌生,鈾235可用作原子彈的核裝料和核電站反應(yīng)堆燃料;但你可能有所不知,其實鈾無處不在。
中核集團(tuán)鈾礦首席專家李子穎:鈾在我們?nèi)粘I罾锩娴教幎加?,只不過是含量不同而已,包括在我們?nèi)梭w里面都有,礦泉水里面也有,只不過含量非常低……
李子穎表示,在地球誕生之前,甚至在太陽誕生前,鈾就存在于宇宙中了;而只有在砂巖中的富集程度達(dá)到每噸100g、硬巖中的富集程度達(dá)到每噸500g,才能被稱作是可供利用的鈾礦。
李子穎:平常我們看到的石頭里邊可能也有鈾,也就是兩三個ppm,也就是說每噸里面有兩三克。我們講的礦呢,砂巖型鈾礦,就是說我們在發(fā)現(xiàn)的砂巖里面如果達(dá)到了100克/噸以上,我們就認(rèn)為它富集到了夠稱得上礦的這么一個指標(biāo);當(dāng)然還有熱液型鈾礦,熱液型鈾礦就是花崗巖、火山巖型鈾礦,要達(dá)到500克/噸。也就是說,基于目前現(xiàn)有的技術(shù)或工藝水平能夠被拿出來,而且是有一定經(jīng)濟(jì)性的,我們才把它叫作礦藏。
李子穎介紹,之所以鈾礦被稱為是一種重要的戰(zhàn)略資源和能源礦產(chǎn),不僅因為它如石油、煤炭一樣,是一種有限資源;還因為在“雙碳”目標(biāo)下,我國核電裝機(jī)容量正在快速增加,對天然鈾的需求量猛增,因此,立足國內(nèi)提高鈾資源自主保障能力意義重大。
李子穎:鈾資源是非常重要的一個特殊資源,它是軍民兩用。核電站沒有鈾資源就發(fā)不了電,就像火電沒有煤發(fā)不了電一樣的道理。我們核電裝機(jī)容量是不斷快速增加,目前來講大概是5600萬千瓦的裝機(jī)容量,在建的也是2200萬千瓦左右,核能行業(yè)協(xié)會預(yù)測到2035年甚至有可能要達(dá)到2億千瓦。一個百萬千瓦的核電站如果全壽期按60年來計算,大概需要1萬噸的鈾來做燃料保障,鈾資源可能就要達(dá)到15000噸,這是非常重大的一個需求。
預(yù)測總量超280萬噸
我國鈾礦找礦實現(xiàn)重大突破
全國鈾礦地質(zhì)勘查高質(zhì)量發(fā)展大會7月22日在內(nèi)蒙古呼和浩特召開,新時代十年我國鈾礦勘查成果發(fā)布。中國核工業(yè)地質(zhì)局局長陳軍利介紹,十年來,我國鈾礦找礦取得了歷史性突破,新探獲蒙其古爾超大型砂巖鈾礦床1個,特大型礦床5個;找礦效率大幅提升,僅用11%的工作量取得了新增資源量32%的成果,新增鈾礦資源中70%為優(yōu)質(zhì)可采資源;根據(jù)最新全國鈾礦資源潛力評價預(yù)測,我國鈾資源總量超過280萬噸,潛力巨大。
陳軍利:十年來,新增鈾礦資源量占68年來查明總量的1/3,優(yōu)質(zhì)可采資源大幅增長,推動了我國鈾礦勘查重心從南方硬巖向北方砂巖的重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移,重塑了我國鈾礦勘查開發(fā)格局,夯實了國內(nèi)鈾資源保障基礎(chǔ),有效發(fā)揮平抑國際鈾價“壓艙石”的作用。構(gòu)建了國內(nèi)開發(fā)、海外開發(fā)、國際貿(mào)易、戰(zhàn)略儲備“四位一體”的天然鈾保障體系,筑牢了鈾資源安全自給保障的堅實防線。
李子穎表示,之所以能取得如此重大的成就,離不開科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。比如,在新疆伊犁探獲的蒙其古爾超大型砂巖鈾礦床,可以利用地浸法進(jìn)行開發(fā),結(jié)合數(shù)字礦山技術(shù),就可以實現(xiàn)千里之外一鍵采鈾、一屏掌控。什么叫地浸法呢?李子穎介紹,在砂巖中存在的鈾資源,可以直接在地下變成液體、抽取出來,從而免去將礦石開采出來再進(jìn)行提取的過程,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。
李子穎:因為它可以用地浸的方法來進(jìn)行開采,也就是說通過鉆孔把地浸液注入地下的礦體,跟礦體里面的鈾發(fā)生反應(yīng),形成了含鈾的溶液,從另外一個孔就把它抽上來,有點類似于采石油。這樣的話,跟傳統(tǒng)的采礦方法相比,它就不用去打豎井、坑道,不用再把礦石挖上來、破碎,形成尾礦、礦渣等等??梢源蟠蠼档统杀荆?jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益是比較好的,對地表基本上沒有什么污染,可以降低工業(yè)利用的品位,原來可能是500個ppm現(xiàn)在100個ppm就可以了。
夯實國內(nèi)鈾資源保障基礎(chǔ)
向沙漠高原和地球深部進(jìn)軍
同時,隨著我國新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動持續(xù)推進(jìn),鈾礦找礦深度在持續(xù)提高。在廣東諸廣鈾礦大基地,探獲我國規(guī)模最大的熱液型鈾礦床,見礦深度超過1000米,提振我國鈾礦找礦向地球深部進(jìn)軍的信心。李子穎介紹,這體現(xiàn)出我國“天-空-地-深”一體化勘查技術(shù)體系效能顯著提升,也更加考驗我國對成礦理論、模式的探索以及對科學(xué)技術(shù)的突破。
李子穎:比較早的時候,比較快的方法就是用放射性的方法,哪個地方高,這個地方可能就有礦。在本世紀(jì)初,大部分可能在500米左右,那么現(xiàn)在可能就達(dá)到1000米,在地表就沒有任何放射性信息,我們要有新的成礦理論或模式,根據(jù)這個地方的地質(zhì)構(gòu)造的背景和條件符不符合這個模式,鎖定一個局部的有成礦遠(yuǎn)景的地區(qū)。隨著深度的增加,不光是成本要增加,難度也要增加,更需要科技的創(chuàng)新、進(jìn)步和技術(shù)的突破。
近年來,我國高度重視能源和戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源安全保障工作,黨的二十大將能源安全作為國家安全體系和能力現(xiàn)代化的重要組成部分,并提出“積極安全有序發(fā)展核電”“積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和”。國家原子能機(jī)構(gòu)秘書長鄧戈表示,要加快提升國內(nèi)天然鈾產(chǎn)能,夯實國內(nèi)鈾資源保障基礎(chǔ),加快提升科技創(chuàng)新自立自強(qiáng)水平。
鄧戈:國防科工局正會同財政部推動“鈾礦找礦突破行動”,要積極踐行總體國家安全觀,將持續(xù)擴(kuò)大國內(nèi)鈾資源規(guī)模、滿足國內(nèi)鈾資源需求置于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要位置。加快推進(jìn)“天-空-地-深”鈾礦勘查技術(shù)體系的迭代升級,打造進(jìn)軍沙漠高原和地球深部的能力。加大基礎(chǔ)前沿研究,打造開放創(chuàng)新的核心競爭力,持續(xù)發(fā)揮國內(nèi)資源在天然鈾保障供應(yīng)體系中的“壓艙石”和“穩(wěn)定器”作用。