魏永春

摘  要：随着核电的发展，核燃料生产过程中产生了大量的贫铀，目前，世界上的贫铀基本处于临时贮存状态，其中高丰度的贫铀也是一种资源，可以通过再浓缩进行回收利用。本文首先分析了适合最终处置的贫铀丰度，并按照目前国际市场的天然铀价格、分离功价格，分析了铀浓缩厂进行贫铀再浓缩的经济性。分析表明：考虑经济性和资源综合利用，最终处置的贫铀丰度应该按0.10%～0.15%考虑;按照2019年底国际市场的分离功价格，贫铀再浓缩在经济性上都是可以接受的。

关键词：贫铀  再浓缩  经济性  贫铀丰度  价格

中图分类号：X591                                文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2020）08（c）-0049-03

Abstract： With the development of nuclear power， nuclear fuel production process produces a large amount of depleted uranium. At present， the depleted uranium is basically in a state of temporary storage on earth， and high abundance depleted uranium is also a kind of resources， which can be recycled through re-enrichment. The article first analyzes the suitable for final disposal of depleted uranium abundance， and in accordance with the natural uranium price and separation work price， analyzed the uranium enrichment plant in economy of depleted uranium re-enrichment work. It shows that under the consideration of the economy and the comprehensive utilization of resources， the final disposal of depleted uranium abundance should be considered by 0.10% ～ 0.15%. If uranium enrichment plant can accept the international market price of the end of 2019， depleted uranium re-enrichment on the economy is acceptable.

Key Words： Depleted uranium; Re-enrichment; Economy; Depleted uranium abundance; Price

鈾浓缩的过程会产生贫铀，贫铀的丰度低于天然铀的丰度（0.711%），世界上大部分的贫铀是以贫化六氟化铀（DUF6）的状态存在。据测算，目前全球已累积了近200万t贫化六氟化铀[1]。未来，随着世界核电的发展，铀浓缩的规模将越来越大，也会有越来越多的贫铀产生。

贫化六氟化铀是以固体的形态贮存在钢制容器中，置于露天库场或者室内存放，随着时间的推移，已经出现了一些问题，并存在潜在暴力风险的威胁，这已引起了各国环保当局的重视。贫化六氟化铀的长期贮存带来了一定的环境负担，同时大量的贫化六氟化铀贮存占用了宝贵的土地资源，国外铀浓缩厂贫铀贮存场地往往要占工厂占地面积的一半左右。另一方面，未来核电的发展对铀资源的需求将大幅增加，而贫铀中仍含有一定量的235U，为了充分利用铀资源，可以考虑在贫铀稳定化处理之前进行再浓缩，把其中的235U降低到某个合理可接受的丰度。随着铀浓缩技术的进步，分离功的成本逐渐降低，为贫铀再浓缩在经济上的可行性提供了保证。

近年来，受日本福岛核事故影响，全球核电建设速度放缓，国际天然铀和分离功的价格持续下跌。通过贫铀再浓缩，利用过剩的分离功生产天然铀或低浓铀，成为铀浓缩厂的被迫选择。本文将按照当前的天然铀价格、分离功价格，分析国内铀浓缩厂进行贫铀再浓缩的经济性。

1  贫铀再浓缩的商业模式

1.1 商业模式

本文简化分析国内贫铀再浓缩的经济性，进行国内贫铀再浓缩，可以利用国际廉价过剩的铀浓缩能力，将贫铀供入级联进行再浓缩，获得UF6产品，同时也减少了一次贫铀的处理费用，减少的贫铀处理费用可以考虑为收益：收益=产品价格-分离功价格+减少的贫铀处理费。

1.2 产品丰度

贫铀再浓缩的产品，可以是天然丰度（0.711%），也可以直接浓缩为核电站需要的低浓铀产品。具体再浓缩产品丰度需要根据合同约定或结合再浓缩级联条件，考虑经济性等因素确定。对于生产其他丰度的产品，相当于在浓缩至天然丰度后继续提供铀浓缩服务，以下仅对再浓缩至天然丰度（0.711%）UF6的经济性进行分析。

1.3 价格选择

天然丰度UF6按Uxc网站公布的2019年12月31日国际价格61万元/tU进行分析。

分离功价格按Uxc网站公布的2019年12月31日国际分离功现货与期货价格平均值34万元/tSWU（不含贫铀处理费为29万元/tSWU）。

2  最终处置贫铀丰度的确定

贫铀再浓缩中，二次贫铀丰度应该尽可能低，提高铀的资源利用率。但是，过低的二次贫铀丰度需要消耗更多的分离功，从而增加再浓缩的成本。经过计算，按照目前分离功成本，再浓缩丰度为0.15%以下贫铀时，可实现盈利的天然丰度UF6价格应在130万元/tU以上，而现在天然丰度UF6价格为61万元/tU，历史上曾经短暂达到过220万元/tU，但那是在特殊时期，估计以后很难到达那样的高位。也就是说，再浓缩0.15%丰度以下的贫铀，经济性很差，基本不可接受。所以二次贫铀丰度应该按0.10%～0.15%考慮。

3  贫铀再浓缩的经济性分析

再浓缩国内的贫铀，获得0.711%的UF6，收益=产品价格-分离功价格+减少的贫铀处理费。以1000tU贫铀再浓缩为例，经济性分析见表1。

可以看出，按照2019年底国际市场分离功价格，进行国内贫铀再浓缩，在经济上是可以接受的。

4  贫铀再浓缩可盈利的分离功成本

表2给出了在2019年底国际UF6价格（61万元/tU）条件下，进行贫铀再浓缩时，可实现盈利的分离功成本。

可以看出，在2019年底国际UF6价格条件下，进行0.25%贫铀再浓缩，分离功成本应该控制在35万元/tSWU左右;进行0.3%贫铀再浓缩，成本应该控制在45万元/tSWU左右。

5  与天然铀转化的经济性比较

铀矿开采产生的U3O8，经过转化成为天然丰度的UF6;贫铀再浓缩，也可以产生天然丰度的UF6，二者物理性质是一样的。上述分析可以看出，按照2019年底的天然铀价格和分离功价格，贫铀再浓缩产生的天然铀成本已经低于实际采矿、铀纯化、铀转化产生的天然铀成本。也就是说，目前临时存储的大量贫铀可以视作虚拟铀矿，而虚拟铀矿的开采成本已经低于实际铀矿的开采成本。

6  结语

随着核电的发展，核燃料生产过程中产生了大量的贫铀，目前，世界上的贫铀基本处于临时贮存状态。贫铀有一定的利用价值，在一定的情况下，贫铀也是一种资源，可以通过再浓缩进行回收利用。本文利用简单的模型分析了贫铀再浓缩的经济性，可以得出以下结论。（1）考虑经济性和资源综合利用，最终处置的贫铀丰度应该按0.10%～0.15%考虑。（2）按照2019年底国际市场的分离功价格，贫铀再浓缩在经济性上是可以接受的。（3）目前贫铀这座虚拟铀矿的开采成本已经低于实际铀矿的开采成本。

参考文献

[1] 谢文庆，池雪丰.全球铀浓缩供求失衡中国面临新机遇[J].中国核工业，2016（7）：17-20.

[2] 韩滔，赵敏.贫铀管理的基本策略[J].科技创新导报，2016（22）：101-102.

[3] 伍浩松，郭志锋.全球铀浓缩市场现状及未来展望[J].国外核新闻，2018（12）：15-19.

[4] 陈霜，王文旭，彭云彪，等.铀矿资源可持续开发能力的评估指标体系及方法[J].科技创新导报，2018，15（20）：43-44.

[5] 王彦，康晶，杨洁，等.贫化六氟化铀及其转化产品的再利用路线研究[J].中国辐射卫生，2019，28（6）：691-694.

[6] 石磊，刘敏，刘洪军，等.国际铀浓缩市场供需形势分析[A].中国核学会.中国核科学技术进展报告（第六卷）—中国核学会2019年学术年会论文集第9册（核科技情报研究分卷、核技术经济与管理现代化分卷）[C].中国核学会：中国核学会，2019：413-419.