Là nguồn nhiên liệu không chứa carbon, năng lượng hạt nhân hiện được xem như một trong những giải pháp thay thế cho than đá. Quan niệm của công chúng đối với năng lượng hạt nhân ngày càng được cải thiện khi chính phủ các quốc gia đặt mục tiêu độc lập về năng lượng song song với giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu.

Với tham vọng trở thành nước sản xuất điện hạt nhân lớn nhất thế giới vào năm 2030, Trung Quốc đã gây sự chú ý của toàn thế giới khi khởi công xây dựng dự án sản xuất uranium tự nhiên lớn nhất của nước này cho đến nay ở thành phố Ordos, Khu tự trị Nội Mông, miền Bắc Trung Quốc hôm 12/7.

Dự án do Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc thực hiện, có vốn đầu tư khoảng 1,5 tỷ nhân dân tệ, tích hợp các công nghệ tiên tiến như tự động hóa, điều khiển từ xa cũng như phân tích dữ liệu lớn để thực hiện phân tích vận hành thông minh và khai thác chính xác, giúp giảm lượng khí thải và phát triển bền vững.

Uranium tự nhiên là cơ sở vật chất cho sự phát triển của ngành công nghiệp hạt nhân, là nguồn tài nguyên chiến lược và khoáng sản năng lượng quan trọng để bảo đảm an ninh quốc gia của nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, nguyên tố phóng xạ cực kỳ quan trọng này cũng gây ra không ít tranh cãi vì các ảnh hưởng sức khỏe lâu dài.

Mỏ uranium Mary Kathleen, hiện đã đóng cửa, ở bang Queensland, Australia.

Uranium là gì? Phương pháp khai thác uranium?

Uranium là một nguyên tố hóa học kim loại phóng xạ, màu trắng bạc. Đây là nguyên tố tự nhiên nặng nhất và được tìm thấy ở nồng độ thấp với khoảng vài ppm trong đất, đá, nước biển và thậm chí với một lượng nhỏ trong cơ thể con người.

Việc khai thác, chế biến và sử dụng uranium phải tuân theo các quy định quốc tế nghiêm ngặt do tiềm năng vũ khí hóa và những lo ngại nghiêm trọng về môi trường.

Quặng uranium có thể được khai thác bằng phương pháp dưới lòng đất hoặc lộ thiên, tùy thuộc vào độ sâu của nó, trải qua quá trình nghiền nhỏ và nghiền mịn trước khi xử lý hóa học để tách uranium khỏi các khoáng sản khác. Urani oxit thu được, thường được gọi là bánh vàng, được tinh chế thêm để sử dụng trong sản xuất nhiên liệu hạt nhân.

Một kỹ thuật khai thác uranium khác là lọc tại chỗ (ISL), bao gồm bơm dung dịch xuống thân quặng xốp dưới lòng đất để hòa tan uranium, sau đó được bơm lên bề mặt để xử lý.

Ứng dụng của uranium trong công nghiệp

Uranium chủ yếu được sử dụng trong ngành điện hạt nhân, là nhiên liệu cho các lò phản ứng tạo ra điện. Khoảng 10% điện năng trên thế giới được tạo ra từ uranium trong các lò phản ứng hạt nhân.

Ngoài ra, uranium còn được sử dụng trong quân sự, cho các tàu biển chạy bằng năng lượng hạt nhân và sản xuất vũ khí hạt nhân dưới sự kiểm soát chặt chẽ của các hiệp ước quốc tế.

Trong y học, các dẫn xuất uranium được sử dụng trong sản xuất đồng vị phóng xạ để chẩn đoán hình ảnh và điều trị ung thư.

Nguyên tố này cũng đóng một vai trò trong nghiên cứu khoa học, đặc biệt là trong vật lý hạt nhân và khoa học vật liệu.

Uranium nghèo, một sản phẩm phụ của quá trình làm giàu uranium, được sử dụng trong che chắn bức xạ và là một thành phần trong các hợp kim mật độ cao dùng trong một số ứng dụng công nghiệp và quân sự.

Trong ngành hàng không vũ trụ, các hợp chất uranium được khám phá để sử dụng trong gốm sứ nhiệt độ cao và lớp phủ chuyên dụng.

Tính chất huỳnh quang của nguyên tố này cũng có ích trong một số ứng dụng chiếu sáng và sản xuất kính màu.

Các quốc gia sản xuất uranium hàng đầu thế giới

Kazakhstan là quốc gia khai thác uranium và xuất khẩu uranium lớn nhất thế giới, chiếm 45% sản lượng toàn cầu, con số này gần gấp ba lần so với Canada – nước cung cấp uranium lớn thứ hai thế giới. Các hoạt động lọc uranium tại chỗ của Kazakhstan đã góp phần tạo nên vị thế nổi bật của nước này trên thị trường.

Canada và Australia cũng là các nước xuất khẩu uranium lớn. Các mỏ uranium chất lượng cao ở lưu vực Athabasca của Canada từ lâu đã là nguồn cung cấp uranium cho thị trường toàn cầu. Mặc dù không có nhà máy điện hạt nhân nhưng với trữ lượng dồi dào, Australia vẫn giữ vị trí là một trong những nước xuất khẩu uranium hàng đầu thế giới.

Namibia và Niger là những nước sản xuất uranium châu Phi đáng chú ý. Các mỏ lộ thiên của Namibia góp phần duy trì vị thế là nước cung cấp uranium then chốt, trong khi ngành công nghiệp uranium của Niger đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế của quốc gia này.

Là nước sản xuất uranium chính của thế giới nhưng Nga chỉ đứng ở vị trí thứ sáu thế giới với thị phần chỉ hơn 5%. Tuy nhiên, Nga lại là quốc gia dẫn đầu về uranium được làm giàu và dự báo đến năm 2035, Nga sẽ cung cấp tới 30% nguồn cung toàn cầu. Uzbekistan cũng trở thành một nhà sản xuất uranium đáng chú ý với các phương pháp lọc tại chỗ.

Trung Quốc chủ yếu tập trung vào việc đáp ứng nhu cầu nhiên liệu hạt nhân trong nước và đã tăng sản lượng uranium trong những năm gần đây. Từng là nhà sản xuất uranium hàng đầu, Mỹ đã chứng kiến sản lượng uranium trong nước sụt giảm nhưng vẫn duy trì khả năng tăng sản lượng.

Các công ty khai thác uranium hàng đầu thế giới

Kazatomprom, công ty hạt nhân quốc doanh của Kazakhstan, giữ một vị trí nổi bật trên thị trường toàn cầu, với thế mạnh nắm trữ lượng uranium rộng lớn của đất nước.

Công ty Cameco của Canada là một nhà sản xuất uranium lớn với các cơ sở khai thác ở Canada và Kazakhstan. Tài sản của Cameco bao gồm mỏ sông McArthur, mỏ uranium lớn nhất của Canada, được biết đến với quặng chất lượng cao.

Rio Tinto, tập đoàn khai thác mỏ hàng đầu thế giới Anh-Australia, duy trì hoạt động khai thác uranium, đặc biệt là thông qua cổ phần trong mỏ Rössing ở Namibia.

Tập đoàn năng lượng nguyên tử nhà nước của Nga, Rosatom, kiểm soát sản xuất uranium đáng kể thông qua chi nhánh khai thác của mình là Uranium One, với các hoạt động cả trong nước và quốc tế. Hiện nay, tập đoàn Rosatom là nhà cung cấp uranium được làm giàu thấp chất lượng cao duy nhất ở Mỹ, lên tới 99% tổng nhập khẩu.

Tập đoàn Điện hạt nhân Trung Quốc (CGN) và Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) đang mở rộng danh mục khai thác uranium của họ, phản ánh tham vọng năng lượng hạt nhân ngày càng tăng của Trung Quốc.

BHP, một công ty khai thác mỏ khổng lồ khác của Australia, sở hữu mỏ uranium lớn nhất nước này là mỏ Olympic Dam, ở Nam Australia. Uranium là sản phẩm phụ của khai thác hầm lò ở mỏ này.

Đại sứ Liên Xô Anatoli Dobrynin ký Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân tại Nhà Trắng, ngày 1/7/1968.

Các quy định quản lý khai thác uranium

Các quy định quốc tế liên quan đến khai thác uranium rất phức tạp và nhiều lớp, bao gồm sự tham gia của nhiều tổ chức toàn cầu và chính phủ quốc gia. Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) đóng vai trò trung tâm trong việc thiết lập các tiêu chuẩn và hướng dẫn an toàn cho ngành công nghiệp hạt nhân, bao gồm khai thác uranium. Các tiêu chuẩn này bao gồm bảo vệ bức xạ, bảo vệ môi trường và quản lý chất thải.

Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT) tác động đến hoạt động khai thác uranium bằng cách yêu cầu các bên ký kết báo cáo sản lượng và xuất khẩu uranium của họ cho IAEA. Biện pháp này nhằm mục đích ngăn chặn việc chuyển hướng uranium để sản xuất vũ khí.

Cơ quan Năng lượng Hạt nhân của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD-NEA) cung cấp cho các nước thành viên một diễn đàn hợp tác về các khía cạnh kỹ thuật và kinh tế của năng lượng hạt nhân, bao gồm các hoạt động khai thác uranium.

Nhiều quốc gia cũng có các quy định trong nước phù hợp hoặc vượt quá các tiêu chuẩn quốc tế. Những quy định này thường bao gồm các yêu cầu đánh giá tác động môi trường, giao thức an toàn bức xạ và kế hoạch đóng cửa mỏ.

Ngành công nghiệp khai thác uranium cũng phải tuân theo các quy định thương mại quốc tế. Nhóm các nhà cung cấp hạt nhân, bao gồm các quốc gia tham gia vào thương mại hạt nhân, đặt ra các hướng dẫn cho việc xuất khẩu vật liệu và công nghệ hạt nhân.

Theo dự đoán, thế giới sẽ trải qua “cơn sốt uranium”. Nhu cầu về kim loại phóng xạ quan trọng này đang tăng lên nhanh chóng và giá của uranium ngày càng đắt đỏ. Cả châu Á và châu Âu đều đang theo đuổi các chương trình điện hạt nhân quy mô lớn nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng quốc gia và đảm bảo mục tiêu giảm lượng khí thải nhà kính.

Tại hội nghị thượng đỉnh của Liên hợp quốc (LHQ) về khí hậu quốc tế, các diễn giả đồng ý rằng nếu không có năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình thì quá trình chuyển đổi năng lượng sẽ không hiệu quả. Đại diện của 20 quốc gia hàng đầu thế giới đã thông qua tuyên bố chung nhằm tăng gấp ba lần sản xuất năng lượng hạt nhân. Điều này thể hiện rõ ràng xu hướng chuyển đổi từ các nguồn năng lượng tái tạo sang năng lượng ít carbon, bao gồm cả năng lượng hạt nhân./.