缺什么来什么?蒙古国铀矿储量超过150万吨,或将缓解中国贫铀现状

维达说 2023-04-21 21:56:10

“放射性”是一个让人闻之色变的词语,但似乎总能跟现代工业联系在一起。其实在自然界中,有一种矿物岩石天生具有放射性,从地球诞生之初到现在的几十亿年里,它们每时每刻都在产生“核辐射”,并且依靠更厉害的“裂变”本领,被称为足以毁灭世界的“终结者”。但在能源危机四伏的今天,这种黝黑的石头却成了人类开发核能源的救命稻草,它就是铀。而蒙古国随着境内发现巨量铀矿资源,多国蜂拥而至争夺,缺铀的我们也不应坐视。

会裂变的放射性石头

铀(Ur),是一种极为稀有的放射性金属元素,以古希腊神话中的初代天神乌拉诺斯之名命名,在地壳中的平均含量仅为2.5/1000000。不过看似稀少,其实比金、银、铂这三大贵金属的总量都要多,除了陆地,海洋中还蕴含着约45亿吨铀,是陆地上已探明铀储量的近千倍,但是1吨海水中只有3.3毫克铀,提取难度非常之大。可以说,未来谁掌握了高效的海水提铀技术,谁就掌握了未来能源的钥匙。

而铀之所以如此重要,不只是因为铀的放射性,是制造核弹头这类大杀器的原材料,还因为铀能够产生巨大能量:1克铀可生产相当于2.828吨煤燃烧的能量。这是铀的“拿手绝技”,但这项技能并非铀独有。纵观整个元素周期表,越是底层的元素质量越大,原子中所含核子(中子和质子)的数量越来越多。核子到了一定数量时,这个元素的物理性质便不再稳定,发生“衰变”,从一种元素衰变成另一种元素,同时也具备了放射性。

除了铀之外,最前面的锕、钍、镤、镎、钚都是地球中自然存在的放射性元素,而后面的9个质量大于铀的元素只能人工合成,比如镭元素,存在的时间也只以天、小时,甚至分秒计算,瞬间便会变得无影无踪。除去这些人工合成元素,假若用中子去轰击铀、钚这些“极重”的放射性元素,就会出现一种链式“裂变”反应,同时释放出巨大的能量,原子弹的发明就是基于这种链式反应。

所谓链式“裂变”反应,就是铀原子受到撞击,可以放出两个中子,这两个中子再去撞击两个铀原子核,于是放出四个中子...,由此类推,原子的裂变就会持续下去,同时不断放出能量,用E=MC2就能够计算出能量有多么巨大。1938年德国科学家奥托哈恩用中子轰击铀原子核,最先发现了核裂变现象,之后1942年美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。

当然,铀真正被举世皆知,还是1945年美国在日本广岛投下一颗铀元素的原子弹“小男孩”,爆炸产生的6千多度高温,将一切都化为了灰烬,处在爆心极点影响下的人和物,像原子分离那样分崩离析,热流波及周围16公里,14万人在爆炸中殒命,轰动世界。其实铀的邻居“钚”同样是原子弹的主要原料,美国后来在日本长崎爆炸的那颗“钚弹”,威力相对铀而言有过之而无不及。

自此铀从一个黑黢黢、具有沥青光泽的石头,便成了兵家必争的宝石。但其实铀矿石并非只有“沥青铀矿”一种,它的其他种类是矿石家族中的“玫瑰花”,色彩格外绚丽,比如金黄璀璨的钙铀云母、碧绿晶莹的铜铀云母、绒球般“萌萌哒”的硅钾铀矿、树脂般滑润的脂铅铀矿…看上去流光溢彩,是不少矿石收藏家的珍藏。然而只要学过物理、化学都知道,不管化学上结合成什么矿物,铀元素的放射性都是不变的。

蒙古国铀矿搅动世界铀资源格局

铀矿作为重要的能源矿产和战略资源,目前世界铀资源主要分布在澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯、纳米比亚、南非、巴西、尼日尔、中国、蒙古等国,据2019年数据,澳大利亚铀资源储量为169.27万吨,占总储量的27.53%,位列全球第一;哈萨克斯坦铀资源储量为90.68万吨,占总储量的15%,全球排名第二;加拿大铀资源储量是56.49万吨,排名第三。近几年随着全球铀矿勘查开发力度加大,不少国家铀矿资源量均有所增加。

2021年全球产量排名前十的铀矿统计(吨)

比如蒙古国,据国际原子能机构的一份报告披露,蒙古国蕴藏铀矿储量将超过150万吨,其中铀资源将达到29.3万吨,位列全球第12位。由于自身消耗不足,将有望成为仅次于澳大利亚和哈萨克斯坦的成为世界第三大铀供应国。蒙古国已知的铀矿床有74处,分为砂岩型、火山岩型、花岗岩型、蚀变岩型、沉积岩型等5种类型,其中火山岩型和砂岩型是蒙古国主要的铀矿矿床类型。

富铀矿床主要分布在4个铀成矿省,其中最具成矿潜力的是蒙古-额尔古纳铀成矿省、戈壁-塔木察格铀成矿省,即靠近中国边界的东方省乔巴山地区、以及乌兰巴托至中国二连浩特的纵贯铁路沿线,特别是蒙古东方省,早在上世纪80年代苏联勘探队就在这里发现了道尔诺德、马尔代、内木口、古尔班布拉格等具有开采价值的铀矿,统称东方铀矿。不过当时有哈萨克为苏联提供铀资源,就一直没有开采。

近些年,蒙古国重新审议了《国家发展总体规划》,希望复制澳大利亚的发展轨迹,以“矿产立国”,所以便着手进行铀矿开采,并设立了核能局,主管铀矿开采和核能利用等领域的工作。于是蒙古国最大的铀矿——珠维持敖包铀矿便成了美日韩法俄等国争夺的焦点,这是由于珠维持敖包铀矿不但铀储量达到了93291吨,而且矿床铀含量也高达每吨200-220克。

此番争夺持续了许久,直到2008年蒙古国内发生大规模骚乱,至于这场骚乱的原因,据俄媒称,这是美国为了攫取蒙古铀矿资源而掀起的“新橙色革命”。与此同时,日媒也透露,美国能源部和日本经产省正在秘密推进一项在蒙古建设世界首个核废料储藏处理设施的计划,而作为交换条件,美日将向蒙古国提供核技术支援。

不过蒙古国考虑到自身地缘位置,再三权衡后在铀矿合作开发对象上,既没有选择中俄,也没有选择美日,而是选择了欧洲核能大国--法国。最终2015年法国欧安诺集团与蒙古原子能公司成立合资企业—巴德拉克能源公司负责开采东戈壁省的珠维持敖包铀矿,其中法方占66%的股份,蒙古占有剩余的34%股份。不过到目前为止,法方全部承担了该铀矿前期的勘查和技术测试,花费已超过2.5亿美元。

这是由于铀矿本身的放射性,其开采截然不同于其他矿产,因为根据双方确认的标准,从事放射工作的人员每年不应吸收超过10希沃特的职业辐射照射剂量。要知道全球背景辐射的年均水平约为2.4希沃特,而珠维持敖包铀矿区的背景辐射水平为0.17微希沃特/小时,所以开采人员要长期处于辐射环境下,就需要完善的防护措施。

所以珠维持敖包铀矿虽然2015年就达成了合作,但真正的首次开采也要等到2029年才能启动,届时珠维持敖包铀矿将持续开采20-30年,而中国和俄罗斯很可能是其所产铀黄粉的最大买家。但这对我们而言,还远远不够,因为相比同等体量的国家来说,我们是一个贫铀国家,我们需要足够的铀资源来维持国内核电站的持续正常运转,以及军事工业的需要。

蒙古国铀矿,我们必须参与开发

据世界核协会公布的数据,2021年全球铀总需求量为62496吨。其中,美国的铀需求量为17587吨,占全球铀需求总量的28.1%,位列世界第一,中国铀需求量为9563吨,占全球铀需求总量的15.3%,排名世界第二;法国铀需求量为8233吨,占全球铀需求总量的13.2%,排名世界第三;俄罗斯铀需求量为5925吨,占全球铀需求总量的9.5%,排名第四;韩国铀需求量为4270吨,占全球铀需求总量的6.8%,排名第五。

但相对应的,我们中国已探明的铀资源储量为24.89万吨,2021年中国国内铀产量为3170吨,相比世界铀资源排名第一的澳大利亚(169.27万吨),我国铀资源储量仅为澳大利亚的14.7%。这意味着我们的铀资源,不仅总量不足,而且产量也存在巨大缺额,超过三分之二依赖进口。而且根据核电规划,中国每年要增加6到8台核电机组,预计到2035年国内铀需求量将超过3万吨,所以铀资源从哪里能安全获得就成了一件大事。

世界规模最大的露天铀矿—纳米比亚湖山铀矿,蕴藏29.29万吨八氧化三铀(约24.8万吨金属铀),居全球第三

目前,世界最大的五个铀生产国依次是哈萨克斯坦、澳大利亚、纳米比亚、加拿大和乌兹别克斯坦,特别是哈萨克斯坦,几乎提供了全球近一半的地上铀供应,而纳米比亚与我们有着二十多年的深厚友谊,所以目前我们大部分的铀资源进口主要来自哈萨克斯坦、纳米比亚和澳大利亚,所以中核和中广核集团在哈萨克斯坦和纳米比亚都参股或拥有一些铀矿开采权。

这些基本维持了我们最基本的铀供应链安全,但随着澳大利亚反复横跳,我们迫切需要增加铀资源进口渠道。而与我们接壤的蒙古国,理论上就是一个最佳选择。尽管法国拿到了蒙古珠维持敖包铀矿的开采权,但蒙古国还有不少其他铀矿,比如蒙古东方省的布拉克铀矿床、马尔代铀矿等,虽然储量或许不如珠维持敖包铀矿,但蚊子再小也是肉,出海找铀矿,势在必行。

上期回顾:美日韩全球疯狂找稀土,发现蒙古国有3100万吨储量,怎么外运发了愁

备注:本文是《蒙古国合集》系列连载的第28期,仅为一家之言,欢迎指正转发。另文中配图部分引自网络,如有版权私联请删。

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