بررسی اقتصاد اورانیوم

برای بزرگنمایی تصویر بر روی آن کلیک کنید.

مقدمه 

امروزه تولید مواد معدنی که نقش اساسی در تامین مواد مورد نیاز صنایع و پیشرفت اقتصاد و فناوری در کشورهای دنیا دارند مطرح است. بنابراین کشورهای مختلف در سال‌های متمادی به سمت اکتشاف، بهره‌برداری، فرآوری و تولید مواد معدنی روی آورده و سعی در بهره‌برداری بهینه از منابع خود دارند. در این میان فلز اورانیوم امروزه جایگاه مهمی از لحاظ اقتصادی، سیاسی و حتی نظامی در میان کشورهای دنیا دارد. توسعه سرمایه‌گذاری‌ها در بخش اکتشاف و بهره‌برداری و تولید اورانیوم به‌ویژه در سال‌های اخیر روند رو به رشد داشته و بعضی از کشورها نیز گوی سبقت را از دیگران ربوده‌اند. 

در این گزارش سعی بر این است که یک مرور کلی بر تاریخچه و بررسی وضعیت منابع و وضعیت اقتصادی و روند تولید فلز اورانیوم با توجه به آمار موجود ارایه شود. در ابتدا در مورد فلز اورانیوم و کاربردهای آن و نیز کانی‌ها و انواع کانسارهای اورانیوم معرفی می‌شوند. پس از آن به بررسی توزیع مکانی ذخایر اورانیوم در قاره‌های مختلف و وضعیت عیار و توناژ انواع کانسارهای مهم اقتصادی و منابع شناخته شده آن در جهان پرداخته می‌شود. پس از آن روند تولید و کشورهای تولید‌کننده و مشخصات اقتصادی مهم‌ترین معادن تولید‌کننده فعلی اورانیوم مورد بحث قرار می‌گیرد و در نهایت وضعیت عرضه و تقاضا و پیش‌بینی وضعیت بازار این فلز مورد بررسی اجمالی قرار می‌گیرد. 


فراوانی و ایزوتوپ‌های اورانیوم 

فراوانی پوسته‌ای (کلارک) اورانیوم ppm 5/2 است. مقدار کلارک در سنگ‌های فوق بازیک 3/0 ppm، در سنگ‌های بازیک 5/0 ppm و در سنگ‌های اسیدی 5/3 ppm است. ضریب تمرکز اورانیوم برای تشکیل کانسار 400 یا به عبارتی عیار اورانیوم در کانسنگ قابل استخراج حدود 1/0 درصد است. ایزوتوپ‌های اورانیوم شامل 234U (< 01/0 درصد)، 235U (72/0 درصد)، 238U (27/99 درصد) و عدد اتمی اورانیوم 92 است[ 1، 2]. 


کاربردهای اورانیوم: 

کاربردهای اورانیوم به دو دسته نظامی و غیرنظامی تقسیم می‌شود. کاربردهای نظامی اورانیوم؛ شامل استفاده در گلوله‌های جنگی (اورانیوم ضعیف شده)، صفحات زره نفوذناپذیر برای تولید جنگ‌افزارها، مخازن حمل مواد رادیواکتیو، وزنه‌های کنترل تعادل هواپیما و موشک و نیز در کلاهک‌های هسته‌ای است. 

کاربردهای غیرنظامی اورانیوم نیز شامل استفاده به‌عنوان سوخت راکتورهای نیروگاه‌های هسته‌ای، در لعاب شیشه‌های زرد، مواد شیمیایی عکاسی (نیترات اورانیوم)، رشته لامپ‌ها، رنگ‌آمیزی صنایع چوب و پر، نمک‌های اورانیوم به‌عنوان تثبیت‌کننده پشم و ابریشم، در میکروسکوپ‌های الکترونی نور عبوری برای مطالعات بیولوژیک، جهت تعیین سن سنگ‌های آذرین (اورانیوم ـ سرب، اورانیوم ـ توریم) و تولید اشعه X با انرژی بالا 
هستند[1، 2 ]. 


جایگاه و مقایسه هزینه تولید انرژی الکتریکی از منابع مختلف 

امروزه انرژی الکتریکی که یکی از منابع مهم و ارزان انرژی در جهان به شمار می‌رود و نقش مهمی در توسعه اقتصادی کشورهای مختلف دارد از منابع مختلفی، از جمله نیروگاه‌های گازی، نیروگاه‌های با سوخت نفت کوره، زغال‌سنگ و نیروگاه‌های هسته‌ای تامین می‌شود. در این میان تامین انرژی الکتریکی از نیروگاهای هسته‌ای بخش عمده‌ای را در کشورهای توسعه یافته به خود اختصاص داده که نسبت به سایر منابع تولید انرژی الکتریکی از لحاظ اقتصادی و فنی مقرون بصرفه‌تر است. برای مثال شکل یک روند تغییرات هزینه تولید الکتریسیته از منابع مختلف انرژی را در فاصله زمانی 1995 تا 2008 در ایالات متحده آمریکا را نشان می‌دهد. همان‌طور که در این شکل دیده می‌شود قیمت تولید الکتریسیته با استفاده از نفت و گاز (نیروگاه‌های با سوخت نفت و گاز) نوسانات و تغییرات زیادی داشته و روندی تقریبا رو به صعود را نشان می‌دهد که ناشی از تغییرات قیمت‌های نفت و گاز است. در حالی‌که هزینه تولید الکتریسیته از زغال‌سنگ و انرژی هسته‌ای (نیروگاه‌های هسته‌ای) تقریبا ثابت بوده و هزینه تمام شده آن به مراتب کمتر است. این امر نشان‌دهنده ثبات بیشتر تولید انرژی از منابع هسته‌ای است[3 ]. 


کانی‌های اصلی و فرعی اورانیوم 

جدول یک کانی‌های اصلی اورانیوم و جدول 2 کانی‌های فرعی اورانیوم را که به‌صورت ایزومورف در شبکه کانی‌ها حضور دارد نشان می‌دهد. کانی‌های اصلی و اولیه اورانیوم بیشتر ترکیب اکسیدی داشته و در سنگ‌های اسیدی یافت می‌شوند. کانی‌های اصلی و ثانویه آن نیز که در محیط‌های اکسیدان تشکیل می‌شوند اغلب ترکیبات فسفاتی و واناداتی دارند و حاوی بنیان اورانیل هستند. 

کانی‌های فرعی اورانیوم غلظت‌های بالایی از اورانیوم در شبکه بلورین خود دارند که بیشتر در پگماتیت‌ها و کربناتیت‌ها یافت می‌شوند. 


انواع کانسارهای اورانیوم 

امروزه در سراسر جهان انواع مختلفی از کانسارهای اورانیوم شناخته شده‌اند که تعداد آنها به بیش از 15 نوع می‌رسد. 

در چند دهه گذشته تولید اورانیوم از انواع کانسارهای اورانیوم صورت گرفته، اما بتدریج که انواع جدیدی از این کانسارها شناخته و کشف شدند تولید از این کانسارها نیز آغاز شد. به‌طور کلی کانسارهای اورانیوم بر حسب درجه اهمیت و نقشی که در میزان تولید فعلی اورانیوم دارند شامل انواع زیر هستند [1، 2، 6 ]: 

ـ کانسارهای نوع دگرشیبی (مانند ذخایر کانادا و استرالیا) 
ـ کانسارهای نوع ماسه سنگی، شامل رول فرونت، لوحه‌ای، کانال‌های پلاسری قدیمی، مرتبط با ساختارها. (مانند ذخایر قزاقستان) 
ـ کانسارهای نوع کوارتز ـ قلوه سنگ گنگلومرایی (مانند ویت واترزاند و الویت لیک کانادا) 
ـ کانسارهای نوع کمپلکس‌های برشی (IOCG-U) (مانند المپیک دم) 
ـ کانسارهای رگه‌ای (ذخایر موجود در اروپا) 
ـ کانسارهای مرتبط با توده‌های نفوذی اسیدی (آلاسکیت) (مانند ذخایر نامیبیا) 
ـ کانسارهای فسفریتی (ذخایر آمریکا) 
ـ کانسارهای پایپ‌های برشی تخریبی 
ـ کانسارهای مرتبط با محیط‌های ولکانیکی (مانند محیط‌های کالدرایی)
ـ کانسارهای سطحی (کالکریتی) (مانند ذخایر استرالیا) 
ـ کانسارهای نوع متازوماتیزم 
ـ کانسارهای نوع دگرگونی 
ـ کانسارهای همراه زغال (لیگنیت) (ذخایر اروپا) 
ـ کانسارهای همراه شیل‌های سیاه 
ـ سایر انواع کانسارها 

این کانسارها برحسب محیط، شرایط حمل و نهشته شدن مرتبط با فرآیندهای سطحی ـ همزمان با رسوبگذاری، دیاژنتیک، دیاژنتیک ـ گرمابی، ماگمایی ـ گرمابی و دگرگونی هستند که در جدول 3 به‌صورت خلاصه آورده شده است. 


توزیع مکانی کانسارهای اورانیوم: 

در شکل 2 و جدول 4 توزیع انواع کانسارهای اورانیوم در قاره‌های مختلف جهان نشان داده شده و همان‌طوری که مشاهده می‌شود کانسارهای نوع ماسه سنگی و رگه‌ای بیشترین فراوانی را در قاره‌های مختلف جهان و پس از آن کانسارهای نوع دگرشیبی و کانسارهای مرتبط با محیط‌های ولکانیکی بیشترین فراوانی را 
دارند. 

کانسارهای نوع ماسه سنگی و رگه‌ای و مرتبط با محیط‌های ولکانیکی تقریبا در تمام قاره‌های جهان وجود دارند ولی کانسارهای نوع دگرشیبی اغلب در استرالیا و آمریکای‌شمالی (کانادا) و کانسارهای نوع رگه‌ای نیز بیشتر در اروپا و آسیا تمرکز دارند. 

کانسارهای اورانیوم همراه با زغال نیز بیشتر در اروپا مشاهده شده‌اند. کانسارهای مرتبط با توده‌های نفوذی نیز بیشتر در قاره‌های آفریقا و آمریکای‌شمالی یافت شده‌اند[1، 2 ].


توناژ و عیار کانسارهای اورانیوم: 

شکل 3 رابطه توناژ و عیار در انواع کانسارهای اورانیوم را نشان می‌دهد. همان‌طوری که در شکل دیده می‌شود کانسارهای نوع دگرشیبی عیار بالاتری نسبت به سایر انواع کانسارهای اورانیوم (حدود 20 درصد اورانیوم) دارند. بعد از آن به ترتیب کانسارهای نوع رگه‌ای (حدود 2/0 تا 7/0 درصد اورانیوم)، ماسه سنگی (حدود 05/0 تا 3/0 درصد اورانیوم)، کالکریتی (حدود 1/0 درصد اورانیوم)، پلاسرهای قدیمی (حدود 02/0 تا 1/0 درصد اورانیوم) و نوع کمپلکس‌های برشی مانند المپیک دم (حدود 02/0 درصد اورانیوم) بیشترین عیار نسبی را دارند. از لحاظ توناژ کانسارهای نوع کمپلکس‌های برشی، پلاسرهای قدیمی، مرتبط با شیل‌های سیاه و نوع ماسه سنگی دارای بیشترین توناژ هستند. از لحاظ محتوی فلز نیز کانسارهای نوع دگرشیبی، پلاسرهای قدیمی، کمپلکس‌های برشی (IOCG-U)، شیل‌های سیاه و و ماسه سنگی به ترتیب بیشترین محتوای فلز اورانیوم (بیش از 10 هزار تن فلز اورانیوم) دارند. 


منابع قابل استحصال اورانیوم در کشورهای مختلف: 

در جدول 5 منابع قابل استحصال اورانیوم در کشورهای مختلف جهان تا سال 2009 آورده شده و استرالیا، قزاقستان، کانادا، روسیه و آفریقای‌جنوبی، نامیبیا، برزیل، نیجر، آمریکا و چین کشورهایی هستند که بیش از 92 درصد منابع شناخته شده اورانیوم جهان را در خود جای می‌دهند. مجموع ذخایر شناخته شده اورانیوم (قطعی و استنباطی) تا سال 2009 حدود 5404000 تن فلز اورانیوم است. 


درجه‌بندی کانسنگ‌های اورانیوم برحسب عیار: 

کانسنگ‌های اورانیوم از لحاظ عیار اورانیوم به رده‌های عیار بسیار بالا (20 درصد اورانیوم ـ مانند ذخایر کانادا)، عیار بالا (2 درصد اورانیوم)، عیار پایین (1/0 درصد اورانیوم)، و عیار بسیار پایین (01/0 درصد اورانیوم) تقسیم می‌شوند[3، 4]. 


تاریخچه و روند تولید اورانیوم از کانسارهای اورانیوم 

تولید اورانیوم برای مصرف در صنایع مختلف حدودا از سال 1945 آغاز شد که از آن زمان تا سال 2008 به چهار دوره زمانی تقسیم می‌شود. در سال‌های 1945 تا 1969 بیشتر انگیزه‌های سیاسی سبب تولید اورانیوم از کانسارهای اورانیوم بودند و در این دوره تولید سلاح‌های هسته‌ای رشد داشته و بیشتر اورانیوم تولیدی صرف ساخت سلاح‌های هسته‌ای می‌شد.در این دوره بیشتر تولید اورانیوم از کانسارهای نوع ماسه سنگی و رگه‌ای بوده است. در بازه 1970 تا 1982 که ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای گسترش یافت بیشتر انگیزه‌های اقتصادی باعث افزایش تولید اورانیوم از معدن شدند. در این دوره نیز تولید اورانیوم از کانسارهای نوع کوارتزـ کنگلومرایی، دگرشیبی، مرتبط با توده‌های نفوذی اسیدی( آلاسکیت) و محیط‌های ولکانیکی (کالدرایی) آغاز شد. در بازه زمانی 1983 تا 2003 تولید اورانیوم بیشتر از ذخایر نوع دگرشیبی، آلاسکیتی و کمپلکس‌های ادامه یافت، اما کانسارهای نوع رگه‌ای عملا تولید چندانی نداشتند. از سال 2003 تا 2008 (تاکنون) نیز تولید اورنیوم در جهان به ترتیب از کانسارهای کمپلس‌های برشی (المپیک دم)، آلاسکیتی (نامیبیا)، ماسه سنگی (قزاقستان ـ مرتبط با هیدروکربن‌ها) نوع دگرشیبی (کانادا و استرالیا) و نوع کالکریتی صورت می‌گیرد. شکل 4 میزان تولید از این نوع ذخایر را از سال 2003 تاکنون به‌طور نسبی نشان می‌دهد[3، 7].

برای بزرگنمایی بر روی تصویر کلیک کنید.

اکتشاف و قیمت اورانیوم: 

سرمایه‌گذاری در پروژه‌های اکتشاف اورانیوم با قیمت آن در طول زمان ارتباط تنگاتنگی داشته، به‌گونه‌ای که با افزایش قیمت اورانیوم میزان سرمایه‌گذاری در پروژه‌های اکتشافی نیز افزایش و با کاهش قیمت اورانیوم نیز میزان سرمایه‌گذاری کاهش داشته است. این تغییرات در شکل 5 که تغییرات قیمت اورانیوم و میزان سرمایه‌گذاری در پروژه‌های اکتشافی اورانیوم را از سال 1960 تا 2005 نشان می‌دهد، آورده شده است. همان‌طوری که در این شکل دیده می‌شود در سال 2005 با افزایش قیمت اورانیوم میزان سرمایه‌گذاری نیز در پروژه‌های اکتشاف اورانیوم نیز افزایش یافت، به‌طوری که در سال 2000 که پروژه‌های اکتشاف اورانیوم بیشتر در آمریکای‌شمالی، استرالیا و شمال آسیا و روی چند نوع خاص از کانسارهای اورانیوم در جریان بود(شکل 6 )، روند صعودی داشته و در سال 2007 در اکثر قاره‌های جهان سرمایه‌گذاری و اجرای پروژه‌های اکتشاف اورانیوم روی انواع مختلف کانسارهای اورانیوم صورت گرفته است(شکل 7 ). مناطق جدیدی، مانند آمریکای‌جنوبی، اسکاندیناوی، نواحی شرقی، مرکزی و جنوب‌شرقی آفریقا، نواحی مرکزی آسیا، شرق کانادا و نیز غرب آمریکای‌شمالی، از جمله مناطق جدیدی هستند که پروژه‌های اکتشافی اورانیوم روی آنها تمرکز یافته‌اند، اما در اواسط سال 2007 با وقوع سیل در معدن سیگار لیک (Cigar Lake) کانادا که از بزرگ‌ترین معادن اورانیوم در حال آماده‌سازی بود، امید به عرضه اورانیوم به بازار در مخاطره قرار گرفت و کاهش شدید قیمت اورانیوم را به‌دنبال داشت (شکل 8)، که به‌دنبال آن بسیاری از شرکت‌های کوچک که در زمینه اورانیوم سرمایه‌گذاری کرده بودند ورشکسته شده و یا از سرمایه‌گذاری در پروژه‌های اکتشاف اورانیوم خودداری کرده و از بازار آن خارج شدند. 

با این حال سرمایه‌گذاری در پروژه‌های اکتشاف اورانیوم روند صعودی خود را ادامه داده و همراه با افزایش سرمایه‌گذاری میزان ذخایر کشف شده (قطعی و احتمالی) نیز رو به رشد بوده است (شکل 9 ) و حتی ذخایر با هزینه تولید 130 تا 260 دلار به ازای هر کیلوگرم اورانیوم نیز به ذخایر مورد توجه اورانیوم تبدیل شده که با در نظر گرفتن آن ذخایر شناخته شده جهان به بیش از 2/6 میلیون تن اورانیوم می‌رسد[3، 4، 5 ،7 ]. 


تولید اورانیوم: 

در جدول 6 میزان تولید اورانیوم از معادن، توسط کشورهای مختلف و از سال 2003 تا 2010 نشان داده شده است. همان‌طوری که دیده می‌شود قزاقستان با تولید بیش از 17800 تن اورانیوم بیشترین میزان تولید را در بین کشورهای جهان داشته است. پس از آن کانادا، استرالیا، نامیبیا، نیجر، روسیه، ازبکستان و ایالات متحده بزرگ‌ترین تولید‌کنندگان اورانیوم بوده‌اند که بیش از 1000 تن اورانیوم تولید کرده‌اند. کشور قزاقستان با پشت سر گذاشتن کانادا و استرالیا از سال 2009 بزرگ‌ترین تولید‌کننده اورانیوم در جهان بوده که علت آن افزایش سرمایه‌گذاری و تولید اورانیوم از ذخایر ماسه سنگی مرتبط با هیدروکربن‌ها بوده که به‌صورت لیچینگ برجا مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. میزان تولید جهانی اورانیوم در سال 2010 برابر با 53663 تن اورانیوم بوده که 78 درصد میزان تقاضای جهانی را تامین کرده است. بقیه تقاضا از طریق منابع دیگر از قبیل تبدیل اورانیوم سلاح‌های هسته‌ای به منابع قابل استفاده تامین شده است. میزان تولید در سال 2011 به 56050 تن اورانیوم و پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که در سال 2012 به 63600 تن اورانیوم برسد. بزرگ‌ترین معادن تولید‌کننده اورانیوم در سال 2010 در جدول 7 نشان داده شده‌اند. معادن کشورهای کانادا، استرالیا، نامیبیا، روسیه، نیجر و قزاقستان جزو برترین تولیدکنندگان اورانیوم بوده‌اند که به‌صورت زیرزمینی، روباز و محصول جانبی و لیچینگ برجا اورانیوم تولید کرده‌اند. همان‌طوری که دیده می‌شود معادن قزاقستان به‌صورت لیچینگ برجا اورانیوم تولید می‌کنند که بدلیل ذخایر ماسه سنگی که در عمق قرار دارند است. با توجه به آمار، معادن حدود 41 درصد اورانیوم خود را به‌صورت لیچینگ برجا، 28 درصد به‌صورت زیرزمینی، 25 درصد روباز و 5 درصد به‌صورت محصول جانبی تولید کرده‌اند. با احیای قیمت اورانیوم در سال 2003 فعالیت‌های زیادی برای آماده‌سازی و افتتاح معادن جدید در بسیاری از کشورها صورت گرفته است. بر این اساس معادن جدیدی در سال‌های آینده در آفریقای‌جنوبی (2012)، نامیبیا (2013-2014 )، نیجر(2015 )، به بهره‌برداری خواهند رسید[3 ،4 ]. 


معادن مهم اورانیوم: 

با توجه به این‌که قزاقستان، کانادا، استرالیا، نامیبیا و نیجر بزرگ‌ترین تولید‌کنندگان اورانیوم در دنیا هستند (جدول 6)، بنابراین مروری اجمالی روی مشخصات اقتصادی مهم‌ترین معادن اورانیوم این کشورها خواهیم داشت. 

قزاقستان: از 50 سال قبل کشور قزاقستان به‌عنوان یکی از کشورهای مهم دارای ذخایر اورانیوم شناخته شده بود. تولید اورانیوم از سال 2001 تا 2010 از 2000 تن اورانیوم به 17803 تن افزایش داشته و این کشور را به بزرگ‌ترین تولید‌کننده اورانیوم تبدیل کرده که پیش‌بینی می‌شود تا سال 2018 تولید آن به‌طور بالقوه به 30000 تن اورانیوم برسد. در سال 2011 در 9 ماه اول سال تولید این کشور به 13957 تو اورانویم رسیده است. از 17 پروژه معدنی اورانیوم، 5 پروژه مربوط به شرکت Kazatomprom و بقیه با شرکای خارجی است. 50 کانسار در 6 ایالت اورانیوم دار در این کشور شناخته شده‌اند. تا سال 2009 میزان ذخایر شناخته شده اورانیوم در این کشور 651 هزار تن اورانیوم است. تمام تولید اورانیوم در این کشور به‌صورت لیچینگ برجاست که از ذخایر اورانیوم در حوضه‌های رپسوبی ـ ماسه سنگی مرتبط با ذخایر هیدروکربنی است. بیش از نیمی از ذخایر این کشور در ایالت چوساریسو قرار دارد. معدنکاری در عمق 100 تا 300 متری زمین در توده‌هایی که تا 800 متر گسترش دارند انجام می‌شود. 

معدن اینکای، بزرگ‌ترین معدن لیچینگ برجا (ISL) در این کشور است که اورانیوم در آبخوان‌های ماسه سنگی به‌صورت پوشش روی دانه‌های ماسه‌ای در عمق 300 متری قرار دارد که عیار اورانیوم در آن کمتر از 1/0 درصد است. ذخیره اثبات شده و احتمالی 52000 تن U3O8 و 8440 تن ذخیره نشان داده شده و 98300 تن ذخیره استنباطی در دو بلوک این معدن است. هزینه نقدی عملیات در سال 2009 برابر با 21 دلار به ازای هر تن کنسانتره اورانیوم بوده که به 19 دلار در سال 2011 کاهش می‌یابد. 

مصرف اسید سولفوریک در این معادن زیاد است و حدود 70 تا 80 کیلو گرم اسید به ازای یک کیلوگرم اورانیوم مورد نیاز است که حدود 15 تا 20 درصد هزینه عملیات را شامل می‌شود. اسید سولفوریک مورد نیاز از گوگرد جامد که سالانه از تولید نفت و گاز به‌دست می‌آید توسط کارخانه‌های نزدیک به معادن تولید می‌شود. حدود 2/1 میلیون تن اسید سولفوریک در این کشور تولید می‌شود[1، 2 ،3 ،4 ]. 

کانادا: معدن مک آرتور ریور از نوع دگرشیبی بوده که در حوضه آتاباسکا قرار دارد. در این حوضه چهار سکانس رسوبی وجود دارد که توسط دگرشیبی از هم جدا می‌شوند و در مجموع 5/3 کیلومتر ضخامت دارد. سنگ‌های رسوبی این حوضه کنگلومرا، رسوبات رودخانه‌ای، ماسه سنگ و لایه‌های قرمز (Red Bed ) هستند که سنگ‌های کلاستیک پی سنگ گنایسی را می‌پوشاند. کانی‌سازی اورانیوم به دو صورت میزبان برشی و در شکستگی‌ها و دیگری در توده‌های احاطه شده توسط رس تشکیل شده است. کانی‌سازی در شکستگی‌ها توسط مناطق برشی با شیب متوسط تا زیاد تا چند صد متر به داخل پی سنگ گسترش می‌یابد. 

کانی‌سازی در این معدن به‌صورت اورانینیت و پیچ‌بلند با عیار حداکثر 20 درصد اورانیوم است. عدسی‌های کانسنگ تا 100 متر گسترش قائم، 90 متر طول و 50 متر عرض دارند. کانسنگ‌های احاطه شده توسط رس در طول دگرشیبی، نواحی خطی شکل با عیار بالا (1 تا 15 درصد U3O8 ) را که توسط ‌هاله‌های کم عیار‌تر پوشیده شده تشکیل می‌دهد. پیچ‌بلند پراکنده نیز در سنگ‌های رسوبی فوقانی در طول برش‌ها و نواحی شکستگی در اثر تحرک مجدد وجود دارد که غیراقتصادی است، اما نشان‌دهنده وجود کانسنگ با عیار خوب در عمق هستند. ذخیره این معدن 150 هزار تن U3O8 با عیاربالا و حدود 21 درصد و در عمق 600 متری زیرزمین قرار دارد که به‌صورت زیرزمینی استخراج می‌شود. این معدن در سال 2010، به میزان 9029 تن U3O8 تولید کرده است[1، 2 ،3 ،4 ]. 

نامیبیا: مهم‌ترین معدن اورانیوم در این کشور، معدن روسینگ (Rossing) است که 6/68 درصد سهام آن متعلق به ریوتینتو، 15 درصد ایران، 10 درصد شرکت توسعه صنعتی آفریقای‌جنوبی و 3 درصد نیز متعلق به دولت نامیبیا و 3 درصد سهامداران متفرقه است. این معدن در سال 2010 سومین معدن بزرگ دنیا بوده که به‌صورت روباز بهره‌برداری می‌شود. در سال 2010 ، میزان ذخیره قطعی 138 هزار تن فلز اورانیوم، با عیار کانسنگ 280 تا 360 گرم بر تن بوده که در سال 2010 به میزان 3083 تن اورانیوم تولید کرده است. سنگ میزبان لوکوگرانیت ریزدانه (آلاسکیت) بعد از کوهزایی است که در یک محدوده 500 متر در 200 متر رخنمون دارد. اورانینیت، توریت و بتافیت کانه‌های اصلی معدنی هستند. اورانینیت به‌صورت دانه‌های ریز تا ابعاد 01/0 میلیمتر در کوارتز و فلدسپات تشکیل شده که بیشترین عیار آن در کوارتز دودی است. کانه‌های ثانویه اورانوفان، توروگومیت، گومیت، کافینیت، اوتونیت، مونازیت، توربرنیت، راسینگیت، اورانوتالیت و نیوبات‌ها هستند که در لوکوگرانیت و درزه و شکاف‌های سنگ‌های درونگیر و رگه‌های کوارتز و کربنات تشکیل 
شده‌اند[1، 2 ،3 ،4 ].

برای بزرگنمایی تصویر بر روی آن کلیک کنید.

استرالیا: در استرالیا نیز مهم‌ترین معادن اورانیوم از نوع دگرشیبی (مشابه کانادا) هستند. دیگر معدن مهم تولید‌کننده اورانیوم در استرالیا معدن المپیک دم است که مس و طلا به‌عنوان ماده اصلی و اورانیوم در آن به‌صورت محصول جانبی تولید می‌شود. کانی‌سازی با عیار 04/0 تا 08/0 درصد U3O8 به‌صورت کانی پیچ‌بلند است. محدوده کانی‌سازی یک کیلومتر پهنا و 5 کیلومتر در جهت شمال‌غرب ـ جنوب‌شرق گسترش دارد و سنگ میزبان برش‌های گرانیتی غنی از هماتیت است که توسط 300 متر سنگ‌های رسوبی پوشانده شده است. معدنکاری به‌صورت زیرزمینی و در عمق 350 متری قرار دارد. برنامه‌ریزی برای بهره‌برداری به‌صورت روباز نیز در حال انجام است که یک گودال با ابعاد 1/4 کیلومتر در 5/3 کیلومتر و عمق 1000 متر ایجاد خواهد شد. در سال 2010 به میزان 4012 تن U3O8 از این معدن تولید شده است[1، 2 ،3 ،4 ]. 

نیجر: معدن آرلیت در نیجر بزرگ‌ترین تولید‌کننده اورانیوم در این کشور است. این کانسار در درون واحدهای رسوبی کربناته ـ ماسه سنگی کرتاسه که حاوی مواد آلی است، رخ داده است. اورانیوم از طریق چرخش محلول‌های گرم در شکستگی‌ها و شستن اورانیوم از لایه‌های توفی دگرسان شده و نهشته شدن آن در محیط‌های احیایی کربناته در کانال‌های ماسه سنگی تشکیل شده است. این معدن دارای 15200 تن ذخیره قطعی اورانیوم با عیار 22/0 درصد، 7971 تن ذخیره احتمالی با عیار 29/0 درصد و 10712 تن ذخیره ‌اندازه‌گیری شده با عیار 086/0 درصد اورانیوم است. معدنکاری به‌صورت روباز تا عمق 60 متر انجام می‌شود[1، 2 ،3 ،4]. 


واردکنندگان اورانیوم: 

طبق آمار منتشره توسط استرالیا در سال 2008، ایالات متحده آمریکا، اتحادیه اروپا، ژاپن، تایوان و چین و کره‌جنوبی عمده‌ترین واردکنندگان اورانیوم از این کشور بوده‌اند(شکل 10 ). بیشتر مصارف این کشورها در نیروگاه‌های هسته‌ای و تولید انرژی بوده است. 


پیش‌بینی بازار و عرضه و تقاضا 

با توجه به روند رو به افزایش تولید اورانیوم در سطح جهانی پیش‌بینی‌هایی از میزان عرضه و تقاضا و قیمت تولید انجام شده و هزینه تولید اورانیوم با میزان تولید سالانه آن در شکل 11 نشان داده شده است. بر این اساس هزینه تولید در سال 2012 که به حدود 63600 تن می‌رسد برابر با حدود 30 دلار به ازای هر پوند اورانیوم است، همچنین مشاهده می‌شود که قیمت تولید بیش از 60 هزار تن اورانیوم شیب افزایشی بیشتری پیدا خواهد کرد و در بازه 70 تا 80 هزار تن بیشترین روند صعودی افزایش هزینه تولید رخ خواهد داد[4]. 
حدود 435 راکتور در دنیا فعال هستند که در هر سال به 77000 تن کنسانتره اکسید اورانیوم - که 65500 تن اورانیوم از معادن و ما بقی از ذخایر انباشته شده و یا منابع ثانویه تامین می‌شود ـ نیاز دارند. هرچند راکتورها با ظرفیت بیشتر و قدرت بیشتر در حال کار هستند و بنابراین مصرف سوخت آنها بیشتر می‌شود، اما با این حال پیشرفت‌هایی که در 20 سال اخیر در فناوری راکتورها (به‌ویژه در کشورهای اروپایی) رخ داده، حدود 25 درصد سوخت مصرفی به ازای هرکیلووات ساعت انرژی الکتریکی را کاهش داده است. 

از سال 1988 میزان تقاضای اورانیوم از میزان تولید معادن بیشتر شده که مازاد تقاضا از منابع دیگر تامین شده است (شکل 12 )؛ این منابع شامل اورانیوم و پلوتونیوم که به‌صورت مخلوط اکسیدی دوباره به چرخ سوخت بازگردانده شده‌اند، غنی‌سازی مجدد باطله‌های کم عیار، اورانیوم عیار بالای تسلیحات هسته‌ای، ذخایر موجود در انبارهای غیر نظامی و پلوتونیوم عیار بالای تسلیحات هسته‌ای که به مخلوط اکسیدی تبدیل شده و استفاده شده‌اند است. 

اکثر کارخانه‌های تجاری فرآوری مجدد در این زمینه در فرانسه و انگلستان قرار دارند که بیش از 4000 تن سوخت مصرف شده را در سال باز فرآوری می‌کنند. محصول این کارخانه‌ها دوباره به چرخه سوخت بازگشته و به‌صورت مخلوط اکسیدی جدید به‌کار گرفته می‌شوند. حدود 200 تن از این مخلوط‌های اکسیدی هرسال به‌کار گرفته می‌شوند که معادل حدود 2000 تن U3O8 تولید شده توسط معادن است [3،4]. 

ایالات متحده و روسیه نیز توافق کرده‌اند که تا سال 2014 هر سال 34تن پلوتونیوم کلاهک‌های هسته‌ای خود برای تبدیل به سوخت هسته‌ای مورد استفاده قرار دهند که سالانه حدود 1500 تن از سوخت نیروگاه‌های هسته‌ای را تامین خواهند کرد، همچنین عیار اورانیوم در کلاهک‌های هسته‌ای حدود 97 درصد است که با نسبت رقیق شدگی 25 تا 30 برابر، قابلیت تبدیل به سوخت برای نیروگاهای هسته‌ای را خواهد داشت. 

پیش‌بینی برای میزان عرضه و تقاضای اورانیوم تا سال 2030 که توسط انجمن بین‌المللی هسته‌ای (WNA ) انجام گرفته در شکل 13 نشان داده شده است. بدین منظور حد پایینی، حد فوقانی و حد مرجع برای تقاضا پیش‌بینی شده که روندهای کمینه و بیشینه احتمالی برای تقاضا را نشان می‌دهد، همچنین پیش‌بینی برای میزان عرضه اورانیوم از طریق منابع مختلف شامل منابع ثانویه و معادن درحال توسعه و آماده‌سازی و نیز معادنی که در مراحل مختلف برنامه‌ریزی هستند را نشان می‌دهد. از آنجایی که ساختار هزینه تولید انرژی هسته‌ای با هزینه‌های سرمایه‌ای بالا و هزینه سوخت پایین همراه است، تقاضا برای سوخت اورانیوم نسبت به هر ماده معدنی دیگری قابل پیش‌بینی‌تر است. هنگامی که یک راکتور ساخته می‌شود نگه داشتن آن در ظرفیت بالای کاری بسیار مقرون بصرفه است، بنابراین تقاضا برای اورانیوم به مقدار زیادی بستگی به ظرفیت عملیاتی نیروگاه راه‌اندازی شده و نه به نوسانات اقتصادی دارد[3,4]. 

با توجه به پیش‌بینی انجام شده تا 10 سال آینده، بازار به طرز چشمگیری رشد خواهد داشت. مرجع WNA یک افزایش 33 درصدی در تقاضای اورانیوم را در خلال سال‌های 2010 تا 2030 نشان می‌دهد (افزایش 27 درصدی ظرفیت نیروگاهی که مغزه‌های سوخت جدیدی نیاز دارند)، بنابراین تقاضا به نیروگاه‌های جدید و روند خارج شدن نیروگاه‌های قدیمی بستگی دارد. درنتیجه سناریوی مرجع WNA یک افزایش 16 درصدی برای تقاضای اورانیوم تا دهه 2030 پیش‌بینی می‌کند. صدور مجوز برای ادامه کار کارخانه‌ها و جذابیت‌های اقتصادی برای ادامه کار راکتورهای قدیمی‌تر عوامل بحرانی در بازار میان مدت اورانیوم است؛ اگرچه بر اساس تقاضای الکتریسیته تا سال 2030 که دو برابر 2004 خواهد بود چشم‌اندازهای زیادی برای رشد در ظرفیت هسته‌ای جهان وجود دارد. بر این اساس روند فعلی عرضه توسط معادن و منابع ثانویه وجود خواهد داشت و از سال 2017 بتدریج معادن جدیدی که در حال آماده‌سازی هستند تولید خود را روانه بازار خواهند کرد. [3، 4، 5 ،7].


منابع: 

1. Dahlkamp, F, J, 2009. Uranium deposits of the world: Asia, Springer Publications. 

2. Dahlkamp, F, J, 2010. Uranium deposits of the world: USA and Latin America, Springer Publications 

3. World Nuclear Association (WNA) website: www.wna.org 

4. World Nuclear Association (WNA) 2009 Market Report. 

5. OECD NEA & IAEA, Uranium 2009: Resources, Production and Demands "Red Book" . 

6. Geoscience Australia, 2009. Uranium Mineral Systems: Processes, exploration criteria and a new deposit framework, GeoCat # 69124. 

7. Proceedings of an international symposium,Vienna, 20–24 June 2005, " Uranium production and raw materials for the nuclear fuel cycle–Supply and demand, economics, the environment and energy security".

توسط: حسن خیرالهی، دانشجوی مقطع دکترا / نام استاد: دکتر فیروز علی‌‌نیا