Uraanin alkuperä
Aurinkokunta syntyi kun tähtienvälinen aines kertyi painovoiman vaikutuksesta auringoksi ja sitä kiertäviksi planeetoiksi
Maapallon uraanivarat ovat peräisin aurinkokunnan syntyajoilta siitä tähtienvälisestä aineksesta, josta aurinko ja planeetat ovat tiivistyneet. Tässä aineksessa arvioidaan syntyprosessia kuvaavien teoreettisten mallien pohjalta olleen painossa mitattuna noin 41 miljardisosaa uraania (wppb)[Urey H.: The Abundances of the Elements ]
. Physical Review 88, pp. 248-252, lokakuu 1952. ja astrofysikaalisten havaintojen pohjalta noin 57 wppb[Alpher, A., Herman, R.: Theory of the Origin and Relative Abundance Distribution of the Elements . Review of Modern Physics 22, pp. 153-212, huhtikuu 1950.], todellisen arvon ollessa siis todennäköisesti jossain 50 wppb:n tienoilla. Ottaen huomioon uraanin radioaktiivisen hajoamisen, maapallolla kokonaisuudessaan nykyisin lienee 10 wppb uraania. Toisin sanoen maapallolla on kaikkiaan noin 63 biljoonaa tonnia uraania.
Vaikka uraanin kokonaismäärä onkin valtaisa, jos se jakaantuisi tasan maapallon materiassa, ei sen taloudellinen hyödyntäminen olisi mahdollista. Kannattava uraanikaivostoiminta ei onnistuisi ilman uraanin geologisten prosessien kautta tapahtunutta rikastumista tiettyihin kivilajeihin. Jos maapallon kasautuminen olisi tapahtunut kylmässä, ilman kiviaineksen sulamista, näin saattaisi ollakin.
Uraani sen hajoamistuotteet osaltaan vaikuttavat siihen, että maapallon aines on pääosin sulaa. Maan radioaktiiviset aineet yhdessä painovoiman puristusvaikutuksen kanssa kuumentavat planeetan sisukset niin, että mineraalit sulavat nesteeksi. Syntyhistoriansa alkuvaiheessa maapallon arvioidaan fysikaalisten mallien ja geologisen aineiston perusteella olleen kokonaan sula.
Suuren ionikokonsa ja radioaktiivisen lämmönkehityksen johdosta uraani hakeutuu sulassa aineksessa matalan sulamislämpötilan jakeeseen ja sitä myöten maan vaippakivienan ja kuoreen. Geologisten mallien pohjalta arvioidaan, että peräti kaksi kolmannesta maapallon 63 biljoonan tonnin uraanivarannosta on kertynyt maankuoreen, jossa on ainoastaan 0,4 % maapallon kokonaismassasta. Magma vertaaminen rautameteoriitteihin, joissa on säilynyt varhaisen aurinkokunnan kemiallinen koostumus, osoittaa arvion vähintään oikean suuntaiseksi.
Uraani maankuoressa
Uraania on fysikaalisten ominaisuuksien ja geologisten prosessien seurauksena kertynyt maankuoreen erittäin korkea pitoisuus verrattuna sen yleiseen esiintymiseen. Keskimäärin Uraania on maankuoressa noin 4 miljoonasosaa. Uraani myös säilyy muuttumattomana halki geologisten prosessien.
Alkuaineiden geologisessa jakautumisessa ratkaisevaa on minkälaiset ja ennen kaikkea kuinka monet erilaiset prosessit rikastavat ja köyhdyttävät mineraaleja kyseisen alkuaineen suhteen. Alkuaineet, jotka kertyvät esiintymiksi vain pienellä määrällä geologisia prosesseja voidaan odottaa jakautuvan multimodaalisesti, kun taas aineet, joita rikastavat lukuisat erilaiset prosessit jakautuvat lognormaalisti.
Uranivarantojen lognormaali jakauma koostuu monista eri esiintymätyypeistä, joille kullekin tyypilliset jakautumat summautuvat muodostaen lognormaalin kokonaisjakauman.
Magmakiviprosessi maankuoren rikastajana
Nuori, vasta jähmettynyt kiviaines on suhteellisen köyhää uraanin suhteen, vanhoissa magmakivissä uraanin pitoisuus on huomattavasti korkeampi. Suuri ionikoko saa uraanin hakeutumaan osittain sulaan ainekseen ja kohoamaan vaipassa maankuoreen muiden suurten ionien kuten natriumin kanssa. Toisaalta uraanin radioaktiivisuus toimii lämmönlähteenä, joka muiden lämpöä tuottavien aineiden tapaan saa uraanin kulkeutumaan vaipasta kohti pintaa ja tunkeutumaan maankuoreen.
Uraanin taipumus kohota sulassa kiviaineksessa pintaan on maapallon geologiaa merkittävästi määrittävä tekijä. Jos uraani ja muut raskaat radioaktiiviset aineet hakeutuisivat maapallon ytimeen, olisivat magmavirtaukset huomattavasti voimakkaampia, mikä näkyisi vallitsevia oloja selvästi epävakaampana tektoniikkana. On kyseenalaista voisiko niin suurten geologisten voimien repimällä maapallolla esiintyä nestemäistä vettä ja siten elämää.
Subduktiovyöhykkeillä, joissa mannerlaatan kiviaines painuu alemmas ja sulaa, kivinäytteet sisältävät tyypillisesti painossa mitattuna noin 2 miljoonasosaa (wppm) uraania. Merten hautavajoamissa puolestaan, jossa magmasta muodostuu uutta kalliota, kivinäytteet sisältävät tavallisesti noin 0,1 wppm uraania. Tämä on seurausta kivien erilaisesta geologisesta historiasta: vanhaan, maankuoressa pitkään olleeseen kiveen, joka subduktiovyöhykkeillä sulaa uudestaan, on ehtinyt kertyä edellä kuvatun kulkeutumisprosessin seurauksena runsaasti uraania. Vasta syntyvään kiveen uraania sitä vastoin ei ole vielä ehtinyt kertyä. Jatkuvasti toistuvana tämä kiertoprosessi on rikastanut maankuoren uraanipitoisuuden sen nykyiselle tasolle.
Elliot Laken pyriitti sisältää suuria määriä uraania, mutta myös titaania, toriumia, kalsiumia ja rautaa. Uraani on varsin tavallinen sivutuote monissa muita metalleja tuottavissa kaivoksissa
Uraaniesiintymien muodostuminen
Jotkin uraaniesiintymät ovat suoraa seurausta magmakiviprosessin aikaansaamasta rikastumisesta. Tällaisia esiintymiä hyödyntävät muun muassa Joachimsthalin kaivokset Tšekissä ja Great Bear Laken Kanadassa. Pääasiassa magmakiviprosessi yksin ei kuitenkaan riitä rikastamaan uraanin pitoisuutta tarpeeksi korkeaksi, jotta syntyisi nykykaivostoiminnalle kannattavia malmeja.
Useimmat uraaniesiintymiä muodostavat geologiset prosessit liittyvät uraanin taipumukseen olla voimakkaasti liukenevaa hapettavissa ympäristöissä ja erittäin liukenematonta pelkistävissä ympäristöissä. Maapallon ilmakehän happipitoisuus kasvoi huomattavasti noin 1,8 miljardia vuotta sitten muuttaen sen pelkistävästä hapettavaksi. Sen seurauksena viimeiset 1,8 miljardia vuotta merkittävin uraania maankuoressa liikuttava ilmiö on ollut pinnan läheisyydessä olevan happipitoisen pohjaveden liikkeet. 1,8 miljardia vuotta sitten ja sitä ennen vesistöt eivät juuri liikuttaneet uraania. Jotkin hyvin vanhat kivilajit sisältävät edelleen huomattavia vanhoja, hapettavan veden liikkeiltä säästyneitä uraaniesiintymiä. Tällaisia ovat esimerkiski Elliot Laken esiintymä Kanadassa ja Witwatersrand Etelä-Afrikassa.
Myöhemmin pohjavesiliikkeet ovat saattaneet uraanin entistä enemmän liikkeelle, minkä seurauksena merten, vesistöjen ja pohjavesien uraanipitoisuudet kasvavat edelleen hitaasti. Pääosin uraanipitoisuus vesistöissä pysyy kuitenkin edelleen kaukana saturaatiotasosta. Paikoitellen maapallon historiassa on esiintynyt alueita, joissa veden kemia on muuttunut pitkäksi aikaa pelkistäväksi. Aikojen kuluessa näille alueille on kertynyt merkittäviä määriä uraania. Huomattava täten syntynyt uraaniesiintymä on esimerkiksi Coloradon ylängön mesozooinen hiekkakivi.
Myös valtamerissä esiintyy alueita, joissa veden happipitoisuus on alhainen veden vähäisen vaihtuvuuden vuoksi. Näillekin paikoille uraanilla on taipumus kertyä. Näin ovat muodostuneet esimerkiksi Chattanoogan mustan savikiven uraaniesiintymät Yhdysvalloissa Tennesseessä. Myös fosfaattikiviin kertyy täten usein huomattavia määriä uraania.
Inkonformiteetilla tarkoitetaan aluetta, jossa kallion ikä ja ominaisuudet muuttuvat voimakkaasti ohuella vyöhykkeellä [Nelson, S.: Geologic Time . Tulane University, New Orleans, Lousiana, USA, 2003.]. Paikoissa, joissa prekambrinen hiekkakivi on vielä paljon vanhemman prekambrisen graniitin päällä, hiekkakiven uraani valuu happipitoisen pohjaveden mukana inkonformiteetin rakoihin ja halkeamiin muodostaen usein hyvin rikkaan esiintymän. Esimerkiksi Kanadan Saskatchewanin uraaniesiintymät ovat suurelta osin täten syntyneitä
Oklossa Gabonnissa uraani on pohjaveden mukana kertynyt poikkeuksellisen rikkaiksi esiintymiksi. 1,7 miljardia vuotta sitten, kun uraanin fissiili 235-isotoopin pitoisuus oli isotooppien eri puoliintumisajoista johtuen vielä 3 % verrattuna nykyiseen 0,7 %:iin, käynnistyi Oklon esiintymässä useita luonnon ydinreaktoreita, joissa pohjavesi toimi neutronimoderaattorina ja jäähdytteenä. Reaktorit toimivat hyvinkin neljännesmiljoona vuotta. Niistä jälkeen jääneet luonnolliset 'ydinjätteet' ovat viime vuosina saaneet runsaasti mielenkiintoa keinotekoisen ydinjätteen loppusijoituksen ollessa ajankohtainen. Ovathan Oklon reaktoreiden polttoaineen jäänteet säilyneet kalliossa näihin päiviin asti. [U.S. DOE: Oklo: Natural Nuclear Reactors . Department of Energy, Las Vegas, Nevada, USA, 11/2004.]
Uraanivarat ja -varannot
Uraanilla on suuri taloudellinen merkitys ja se on huomattava kaivannainen. Sitä on kulutettu kautta vuosisatojen jossain määrin, lähinnä seosmetallina, mutta uraanin nykyisen suuruinen kysyntä sai alkunsa fission keksimisen jälkeen. Ensimmäinen käytännöllinen sovellus fissiolle oli ydinaseissa, ja ne olivatkin uraanin massakäytön ensimmäisten vuosikymmenten ajan sen merkittävä käyttökohde. Nykyisin maapallon ydinaseinventaarin kokonaismäärä on supistuva, joten asekäyttö ei enää synnytä uraanin nettokysyntää.
[Schwartz, S.: Atomic Audit, Brookings Institution Press, Washingon D.C., USA, 1998, ISBN 0-8157-7773-6.]
Uraanin pääasiallinen käyttötarkoitus nykyisin on ydinpolttoaineena ydinvoimaloissa
Uraanin pääasiallinen käyttötarkoitus nykyisin on voimalaitoksissa,
ydinenergian tuotannossa. Uraanin saatavuus ja riittävyys ovat siis energiatalouden kannalta merkittäviä asioita. Uraaniesiintymiä arvioidessa ratkaisevassa asemassa on esiintymien hyödynnettävyys tekniseltä ja taloudelliselta kannalta, koska suurimmatkaan määrät uraania eivät hyödytä energiantuotantoa, jos niiden saattaminen energiakäyttöön aiheuttaa enemmän kustannuksia kuin hyötyä.
Luonnonvaroista puhuttaessa varannolla (engl. reserve) tarkoitetaan sitä osaa esiintymistä, joka on jo löydetty ja joka tiedetään nykytekniikalla vallitsevassa markkinatilanteessa kannattavaksi hyödyntää. Varoilla (engl. resource) puolestaan tarkoitetaan kallioperässä olevia esiintymiä, joita toistaiseksi ei vielä tunneta. Tunnetut varannot muodostavat siis vain pienen, toistaiseksi tunnetun osan maankuoren kokonaisvaroja.[Halla N.: Tulevaisuuden näkymiä . Tielaitos, Helsinki, 1997, .]
Lisäksi varannon kokoon vaikuttaa se, että malmin määrä kasvaa kun raaka-aineen hinta nousee.
Malmi on mineraali, joka sisältää metallia tarpeeksi, jotta sen käyttö on taloudellista. Malmivarannot riippuvat kulloisestakin markkinatilanteesta: hinnan nousu siis laajentaa malmivarantoa, koska jo tunnetuista esiintymistä köyhemmätkin muuttuvat taloudellisesti kannattaviksi hyödyntää.
[Matikainen, R.: Kaivos- ja louhintatekniikan käsikirja. Vuorimiesyhdistys, Helsinki, 1982, ISBN 951-99399-5-4.] Malmivaranto voi laajentua myös kaivostekniikan kehityksen tai uusien löydettyjen esiintymien kautta.
Uraanivarannot
Hyvin harvat uraaniesiintymät ovat tiedettyjä historiallisista syistä tai sattumalta löydettyjä; pääosa tunnetaan tietoisen malminetsinnän johdosta. Maailmassa on ollut menneinä aikoina kaksi merkittävää uraaninetsintäbuumia: toisen maailmansodan jälkeen ydinaseiden aiheuttama ja 1972 alkaen energiakriisin aiheuttama.
1970-luvun jälkeen uraanin aktiivinen etsintä on ollut hyvin vähäistä, koska silloin löydetyt esiintymät ovat ajanoloon osoittautuneet selvästi luultua rikkaammiksi ja ydinenergian käytön kasvu on ollut arvioitua hitaampaa. Tämä johtuu öljyn ja muiden fossiilisten polttoaineiden ennakoitua suuremmasta käytöstä. Uraanista saatava energia on myös kasvanut ydintekniikan kehityksen myötä ja ydinaseriisunnasta on saatu plutoniumia hävitettäväksi voimalaitoksissa, mikä vähentää luonnonuraanin kysyntää.
Nykyiset varannot ovat siis pääosin vuosikymmeniä sitten tehdyn etsintätyön tulosta. Geologit kuitenkin arvioivat (ks. esim. [Gray, L. C.: Rent under the Assumption of Exhaustibility. Quarterly Journal of Economics, Vol 28:466-489, 1914.]
Hotelling, H.: The Economics of Exhaustible Resources. Journal of Political Economics, Vol. 39:137-175, 1931. Raakauraanin hyvin alhainen osuus ydinsähkön hintarakenteessa mahdollistaa köyhienkin esiintymien taloudellisen hyödyntämisen.[ Ux Consulting Company: Ux U3O8 vs. CIS Prices . Roswell, Georgia, USA, 12.6.2007.]
Maailman ydinvoimajärjestö (World Nuclear Association, WNA) arvioi, että maailman uraanikaivoksissa ja muissa hyvin tutkituissa esiintymissä on noin 1,32 miljoonaa tonnia uraania, joka olisi jalostettavissa 40$/kg markkinahinnalla. Tämä on kuitenkin vain pieni osa laajempia uraanivarantoja, joita kallioperässä tiedetään olevan malminetsinnän perusteella.
Uraanin tunnetusta varannosta pidetään kansainvälisesti kirjaa. YK:n atomienergiajärjestö IAEA ja OECD:n NEA kokoavat joka toinen vuosi jäsenmaista tiedot tunnetuista uraaniesiintymistä. Jäsenmaat ilmoittivat vuonna 2005 uraanivarannoikseen runsaat 3,8 miljoonaa tonnia alle 80$/kg hinnoilla. Jos uraanin hinta nousisi 130$/kg:n, varannot kasvaisivat yli 4,7 miljoonalla tonniin. Lisäksi jäsenmaat arvioivat, että 10 miljoonaa tonnia lisävarantoja löytyvän toistaiseksi taloudellisesti arvioimattomista esiintymistä. Lisäksi noin 40 % maailman ydinsähköstä tuotetaan tällä hetkellä kaivostoimintaa kaipaamattomista polttoaineenlähteistä, kuten vanhoista varastoista, käytetyn ydinpolttoaineen jälleenkäsittelystä sekä ydinaseriisunnasta.
Maailman ydinvoimajärjestön arvion mukaan kaivoksissa tällä hetkellä tunnettu uraani riittää nykykulutuksella ydinvoimalaloiden tarpeisiin noin kahdeksikymmeneksi vuodeksi.
Uraanivarat
Eri arvioita uraanivaroista
[[Kuva:Uranium resources.png|thumb|280px|
Uraanin riittävyys on sitä suurempi, mitä enemmän varoja hyväksytään arvioon mukaan. Luvut ilmaisevat varojen keston vuosissa nykykulutuksella.
]]
Tunnetut uraanivarannot on kattavasti kartoitettu NEA:n ja IAEA:n selvityksessä, joka on käsitelty edellä. Koska niin kauan kuin selvitystä on tehty, on tunnettujenkin uraanivarantojen riittävyys ylittänyt 50 vuotta, on kiinnostus kokonaisuraanivarojen arvioimiseksi ollut jokseenkin vähäistä. [Meadows, H. et al.: Limits to Growth . New York, 1972, ISBN 0-87663-165-0.]. Uraanivarantoja on siis aina kulutukseen verrattuna tunnettu suhteellisen runsaasti. IAEA:n ydinenergiaosaston johtajan Juri Sokolovin ja NEA:n pääjohtajan Luis Echávarrin yhteisen kannan mukaan uraania riittää tarpeeksi näköpiirissä olevaan tulevaisuuteen
Eräitä arvioita uraanin kokonaisvaroista silti on tehty. IAEA:n ja NEA:n uraanin inventoinnista vastaavat tutkijat ovat arvioineet, että tavanomaisista lähteistä saatavat hyödynnettävät uraanivarat ovat yli 17 miljoonaa tonnia[ }}, 'If world nuclear capacity increasts 22 percent by 2025, the industry would require about 80,000 metric tons each year. If the increase is up to 43 percent, the industry would require 100,000 metric tons per year, the new Red Book shows.']. IAEA ja NEA ovat lisäksi arvioineet fosfaattiesiintymien sisältävät noin 35 miljoonaa tonnia uraania [ }}], jotka riittäisivät riippuen uraaninen kysynnän kasvusta noin 350 – 450 vuodeksi [ }}, 'If world nuclear capacity increasts 22 percent by 2025, the industry would require about 80,000 metric tons each year. If the increase is up to 43 percent, the industry would require 100,000 metric tons per year, the new Red Book shows.']. Tämän lisäksi mahdollisesti hyödynnettävissä olevia epätavanomaisisa lähteissä olevia varantoja on yli 4 miljardia tonnia.
Tähän mennessä kattavimman selvityksen maankuoren uraanivaroista ovat laatineet Yhdysvaltojen energiaministeriön tutkijat energiakriisin aikaan. Tarkoitus oli selvittää ydinvoiman potentiaalia fossiilisten polttoaineiden korvaajana. Eri mineraalien tiedetään geologisten tutkimusten ja niiden syntyä koskevan tietouden perusteella sisältävän uraania vaihtelevissa, niille kullekin tyypilliissä pitoisuuksissa. Yhdistämällä toisaalta tiedot eri mineraalien yleisyydestä maankuoressa ja toisaalta tiedot niiden uraanipitoisuuksista, saatiin arvio maailman kokonaisuraanivarojen suuruudesta.
Energiaministeriön tutkijat joutuivat arvioissaan nojautumaan tunnettuihin esiintymätyyppeihin, joten he saattoivat aliarvioida rikkaiden uraaniesiintymien kokonaismäärää huomattavastikin jos jotain merkittäviä toistaiseksi tuntemattomia esiintymiä jäi arvion ulkopuolelle. Virhearvion mahdollisuutta kuitenkin pienentää 60-luvun alusta järjestelmällisesti tehdyt kattavat malminetsintälennot, jotka perustuvat maaperän säteilymittauksille. On siis epätodennäköistä, että ainakaan kovin huomattavia ennestään tuntemattomia rikkaita uraaniesiintymätyyppejä enää löydettäisiin.
Tällä hetkellä uraanin etsinnässä huomio keskittyy esiintymiin, joissa uraania on enemmän kuin 1000 ppm
Uraanin hinnan yhteys uraanivarojen kokoon
[[Kuva:Uranium distribution in crust.PNG|thumb|280px|
Uraani jakautuu maankuoressa lognormaalin jakauman mukaisesti, kun esiintymien koko esitetään pitoisuuden funktiona. Kuviossa pystyakselilla on varojen koko tonneissa, vaaka-akselilla uraanipitoisuus miljoonasosina. Tällä hetkellä hyödynnettävien esiintymien kohdalla kuvaan hahmotellun jakaumakäyrän kulmakerroin m = +3,5 suhteessa 2-kantaisen logaritmisen asteikon askelväleihin. Huomioiden pystyakselin logaritmisen asteikon nähdään, että tällä alueella pitoisuuden puolittuminen kymmenkertaistaa saatavilla olevien varojen koon.
]]
Esiintymien hyödynnettävyyden kannalta olennaista on uraanin hinta ja sitä myöten uraanin kaivostoimintaan käytettävissä oleva panos. Kalliimmalla hinnalla kaivostoimintaan voidaan kuluttaa enemmän resursseja, joten saatavilla olevan uraanin määrä kasvaa koska yhä köyhemmät esiintymät muuttuvat hyödynnettäviksi. Uraanin geologisten ominaisuuksien perusteella voidaan arvioida kuinka paljon nykyistä enemmän uraania olisi mahdollista hyödyntää jos sen hinta nousisi.
Koska uraanin kertymiseen esiintymiin on hyvin runsaasti erilaisia mekanismeja, on uraani tyypillinen lognormaalisti maankuoreen jakautunut alkuaine. Tämän hetkinen kaivostoiminta keskittyy malmeihin, joiden hyödyntäminen on kannattavaa uraanin nykyisellä noin 25 $/kg markkinahinnalla. Kun tällä alueella tutkitaan uraanin jakaumakäyrää, voidaan arvioida kuinka paljon köyhempiin esiintymiin siirtyminen kasvattaisi uraanivaroja. Oheisessa kuvassa uraanin jakaumakäyrä on esitetty 2-kantaisella logaritmisella asteikolla. Sille on piirretty tangentti alueelle, johon malminetsinnän mielenkiinto tällä hetkellä keskittyy. Kun tangetille lasketaan kulmakerroin logaritmisen asteikon askelvälien suhteen, saadaan sille noin arvo +3,5.
Koska 2-kantaisella logaritmisella asteikolla yksi askelväli merkitsee aina mitatun suureen kaksinkertaistumista, voidaan arvioida, että kaksinkertaistamalla kaivostoimintaan käytetty panos, kasvavat kannattavat uraanivarat 23,5 kertaiseksi, eli yli kymmenkertaiseksi. Edelleen tämän arvion perusteella uraanivarat 300-kertaistuisivat jos uraanin hinta kymmenkertaistuisi. Viime vuosina uraanin maailmanmarkkinahinta on yli kymmenkertaistunut. Kaivosyhtiöt ovat siksi käynnistäneet uraanin etsintätoimintaa eri puolilla maailmaa[ Ux Consulting Company: Ux U3O8 vs. CIS Prices . Roswell, Georgia, USA, 12.6.2007.]. Jos kaikki esiintymät, jotka ovat rikkaampia kuin 20 wppm olisivat kannattavia hyödyntää, kasvaisivat uraanivarat nykyiseen verrattuna noin 300-kertaisksi. Jos esiintymät 10 wppm asti olisivat kannattavia, kasvaisivat varat jo 10000-kertaisiksi. Hinnan vaikutus varannon kokoon on siis varsin huomattava.
Luonnollisesti uraanin hinnannousun myötä laajeneva malmivaranto on mahdollista hyödyntää vain jos tuotettavan energian hinta ei sen seurauksena nouse kestämättömästi. Uraanin osuus sillä tuotetun energian hinnassa on kuitenkin varsin alhainen. Menneiden parin vuosikymmenen aikana raakauraanin osuus on ollut noin 2% ydinsähkön hinnasta. Näin ollen uraanin hinnan kaksinkertaistuminen nostaisi tuotetun energian hintaa suurin piirtein 2%, kymmenkertaistuminenkin vain noin 20%. Tämäkin on hintavaikutuksen yliarviointia, sillä köyhdytetyn uraanin lisärikastamisella ja polttoaineen tehokkaammalla käytöllä selvästi pienempi sähkönhinnannousu olisi todennäköinen. Uraania voitaisiin siis ostaa selvästi nykyistä kalliimmalla hinnalla ilman että energian hinta nousisi läheskään yhtä paljoa.
Uraani sivutuotteena
Suhteellisen köyhätkin uraaniesiintymät saattavat olla kannattavia monimetalliesintyminä. Uraani on varsin tyypillinen sivutuote esimerkiksi kultakaivostoiminnassa. Kulta ja uraani hakeutuvat raskaina metalleina moniin samantyyppisiin mineraaleihin. Uraania myös käytetään hyväksi kullan etsinnässä sillä se on helpompi havaittava radioaktiivisuutensa johdosta. Hyvä esimerkki on Witwatersrandin kaivos Etelä-Afrikassa. Ensimmäisen 60 toimintavuotensa aikana kaivos tuotti lähinnä kultaa, mutta uraanin hinnan noustessa 50-luvulla sen vähäarvoisesta sivutuotteesta, uraanista, tulikin yllättäen haluttu kaivannaninen [Australian Uranium Association: Australia's Uranium Mines , 9/2007, Melbourne, Australia.].
Fosfaattiesiintymät sisältävät usein huomattavia määriä uraania niiden geologisen historian vuoksi. Fosfaateilla on kysyntää pääasiassa lannoitteina, ja tähän asti niiden uraanisisältö on pääosin jäänyt hyödyntämättä. Uraanin hinnan noustessa sen erottaminen saattaa kuitenkin tulla kannattavaksi, mikä huomattavasti kasvattaisi taloudellisia uraaniesiintymiä entisestään. Esimerkiksi Yhdysvallat pystyisi nykyisellä fosfaattituotannollaan kattamaan koko ydinpolttoainetarpeensa jos erotteluun ryhdyttäisiin.
Uraani Suomessa
Suomessa tehtiin 50- ja 60-luvuilla uraanin koelouhintaa Paukkajanvaarassa (Kuopiosta itään) ja Askolassa (Helsingistä koilliseen), mutta toiminta päättyi tunnettujen esiintymien riittämättömyyden johdosta
Suomen kallioperä yhdessä Ruotsin pääosan kanssa kuuluu Fennoskandian kilpialueeseen, jossa hyvin vanhaa peruskalliota on paljastunut laajalta alueelta. Erittäin vahoihin kiviin tyypillisesti kertyy edellä selitetyn magmakiviprosessin kautta keskimääräistä korkeampia uraanipitoisuuksia. Suomen yleisimpiä kivilajeja ovat graniitit, jotka peittävät pääosan kallioperän pinta-alasta (n. 52,5 %). Niiden uraanipitoisuus on tavallisesti 3-10 wppm, mikä on varsin suuri verrattuna maankuoren keskiarvoon (4 wppm). [Turunen, M.: Suomen Kallioperä . Kiviopas , Suomussalmen kunta, luettu 4.11.2007.]
Koska Fennoskandian kilpi muistuttaa ominaisuuksiltaan monin tavoin maailman suurimpien uraanintuotantoalueiden geologiaa Kanadassa ja Australiassa, on Suomessa ja Ruotsissa ollut toiveita taloudellisesti merkittävien uraaniesiintymien löytämiseksi. Suomessa onkin toiminut uraanikaivokset Enon Paukkajanvaarassa sekä Askolassa, mutta toiminta ei edennyt koelouhintaa pidemmälle kun esiintymät todettiin liian köyhiksi. Uraaninetsinnät Enon ympäristössä kuitenkin jatkuvat kun Kauppa- ja teollisuusministeriö myönsi vuonna 2006 Arevalle valtauksia alueelta. [Äikäs, O.: Uraaninetsintä havahtui Ruususen unesta nykypäivään, Materia 3/2006, Vuorimiesyhdistys.]
Tällä hetkellä Suomessa ei toimi uraanikaivoksia, eikä mikään kaivosyhtiö ole ilmoittanut haluavansa sellaista perustaa. Suomessa ei myöskään tunneta yhtään uraaniesiintymää, joka olisi tarpeeksi rikas kannattavan uraanikaivoksen perustamiseksi. Kiinnostus malminetsintään on kuitenkin herännyt uraanin kysynnän kasvaessa ja etsintöjä Fennoskandian kilven alueella onkin aloitettu niin Suomessa, Ruotsissa, Norjassa kuin Venäjälläkin. Toistaiseksi etsinnöissä ei ole Suomen alueelta löydetty edes kaupallista kannattavuutta lähestyviäkään uraaniesiintymiä. Louhintakelpoisen esiintymän löytymistä pidetään varsin epätodennäköisenä ja vaikka tarpeeksi rikas esiintymä löytyisikin, lisätutkimuksineen, lupakäsittelyineen, koelouhintoineen ja rakennustöineen aikaa tuotantoon voi kulua hyvinkin 20 vuotta.
Uraanin etsinnän käynnistyminen uudestaan on saanut julkisuudessa runsaasti huomiota, vaikka uraanin etsinnällä sinänsä lentokoneella, maastosta kerätyillä näytteillä ja kairauksilla ei ole oikeastaan mitään merkityksellisiä vaikutuksia luontoon tai ihmisiin. Jos merkittävä esiintymä löydettäisiin, olisi seuraavana vaiheena koelouhinta, jota siis Suomessa on jo harjoitettu kahdessa kohteessa 50- ja 60-luvuilla. Varsinaisen kaivostoimminan aloittaminen edellyttäisi uraanin tapauksessa poikkeuksellisesti valtioneuvoston lupaa Ydinenergialain nojalla. Päätöstä varten kuultaisiin myös maanomistajia ja paikallisia asukkaita. Lupa on täysin harkinnanvarainen, valtioneuvostolla on lain nojalla vapaus myös evätä se.[Söderholm, K.: Edellytykset uraanikaivostoiminnalle Suomessa , Suomen Atomiteknillisen Seuran seminaari, Helsinki, 31.5.2006.]
Uraanin hyödyntämisen rajoitteita
Uraanipitoisuuden laskiessa sen erottaminen malmista kuluttaa enemmän ja enemmän energiaa. Peter Chapmanin 1970-luvulla tekemien laskelmien mukaan uraanin pitoisuuden laskiessa noin 20 wppm:an kuluttaa sen erottaminen enemmän energiaa kuin siitä voidaan ydinreaktorissa tuottaa. Uraaninlouhinnan ja reaktoritekniikan kehittyessä tämä raja saattaa tulevaisuudessa laskea alle 10 wppm:aan.
Uraanivarantojen hyödyntämisen esteeksi voivat muodostua myös sosiaaliset, ekologiset ja poliittiset syyt. Uraanivarannot voivat sijaita lähellä asutusta, luonnonarvoiltaan arvokkaita kohteita tai ilmastoltaan epävakaissa ja kaivostoiminnalle epäsuotuisilla alueilla. Uraanin hinnan noustessa myös paine näiden varantojen käyttöönottamiseksi kasvaa.
Esimerkiksi Australiassa, jossa arvioidaan olevan maailman suurimmat uraanivarat, ei ole kuin kolme uraanikaivosta, sillä toinen maan pääpuolueista, Australian työväenpuolue, vastusti vuoteen 2007 saakka uusia kaivoshankkeita. Myös maan alkuperäisväestö, jonka alueilla monet uraaniesiintymät ovat, vastustaa uusia kaivoshankkeita.[ }}] Esimerkki tästä on Kakadun kansallispuisto, jossa tällä hetkellä toimivan Rangerin uraanikaivoksen uraanivarannot ovat ehtymässä, ja kaivosyhtiö haluaisi avata uuden kaivoksen Kakadun toiseen uraaniesiintymään, Jabilukaan. Alkuperäisväestö on kuitenkin vastustanut uuden kaivoksen avaamista,[ }}] vedoten muun muassa nykyisen kaivoksen jatkuviin ympäristöongelmiin.[ }}]
Uraanin noussut hinta on saanut kaivosyhtiöt etsimään uraania myös Suomesta. Etelä-Suomessa kunnat, esimerkiksi Nummi-Pusula, ja paikalliset asukkaat ovat pääasiassa vastustaneet hankkeita niiden mahdollisten ympäristövaikutusten vuoksi.
Katso myös
Lähteet
)
)
)
)
)
