Химия и жизнь
Химическое преобразование ОГФУ, как уже отмечалось, — отправная точка большинства вариантов его использования и к тому же обеспечивает перевод ОУ в наиболее безопасную форму для хранения части этого сырья.
В результате такой химической переработки получаются, как правило, безводный фтороводород и/или его водный раствор (фтористоводородная, или плавиковая, кислота), которые могут продаваться на «неатомных» рынках, а также использоваться для повторного производства гексафторида урана. В последнем случае атомная отрасль получает полностью или частично замкнутый (в зависимости от масштаба конверсии ОГФУ) цикл использования фтора и одновременно обеспечивает страховку от колебаний спроса на плавиковую кислоту, который весьма неустойчив.
При вовлечении в это производство иных (помимо водорода) сырьевых химических элементов, не входящих в состав ОГФУ (например, кремния или бора), получаются другие неорганические вещества, обеспечивающие доступ к дополнительным рынкам. Например, в случае соединений кремния и фтора, таких как тетрафторид кремния, речь идет о рынках электроники, солнечной энергетики и так далее. Деконверсия ОГФУ может также использоваться для получения различных органических соединений, например, некоторых видов хладонов, не разрушающих озоновый слой Земли (применяемых, например, в качестве основы хладагентов криогенной техники). Фторсодержащие соединения, полученные в ходе химической переработки ОГФУ, также могут применяться для производства лекарств, гербицидов, полупроводников, люминесцентных ламп и других изделий электротехники, высокооктанового бензина, пластмасс, алюминия и так далее.
Поэтому конверсия ОГФУ сегодня — ключевая технология его утилизации, развитием которой озабочен ряд стран со значительной атомной энергетикой. Крупномасштабные проекты химической переработки обедненного гексафторида осуществляют старейшие ядерные державы, в которых накопилось наибольшее количество отвала обогащения: Франция, США, Россия, Великобритания. Производительность действующих предприятий конверсии ОГФУ (свыше 60 тыс. тонн в год; здесь и далее — в урановом эквиваленте) уже превосходит среднегодовые темпы накопления обедненного гексафторида, и в ближайшем будущем этот разрыв увеличится благодаря предполагаемому открытию новых мощностей в Великобритании, США, России. По этой причине запасы обедненного урана постепенно переводятся в оксидную форму: такую трансформацию уже прошло около четверти мирового «наследия» разделительно-сублиматных комплексов, и эта доля медленно возрастает.
Пионер промышленной конверсии ОГФУ — Франция, которая с 1980-х годов осуществляла химическую переработку гексафторида на опытной установке W1 и промышленной W2 в секторе Пьерлат площадки в Трикастене и уже трансформировала значительную часть накопленного ОГФУ в оксидную форму. Действующая в Пьерлате крупнейшая в мире установка W2 имеет мощность 20 тыс. тонн в год, что почти втрое превосходит темпы образования ОГФУ в разделительном комплексе Франции. Большинство ключевых объектов комплекса расположены в том же районе, что оптимизирует логистику, в отличие от ситуации в ряде других государств. Основная продукция предприятия — закись-окись урана и плавиковая кислота. От 1 % до 3 % ОГФУ в конечном итоге преобразуется в диоксид обедненного урана, который используется (наряду с плутонием, полученным в нормандском Ла Аге) для производства MOX-топлива на заводе MELOX в атомном центре в Маркуле. Значительная часть обедненного урана в форме U3O8 складируется с целью применения в будущем в быстрых реакторах, концептуальные конструкции которых во Франции пока только прорабатываются.
В США образовалось более 800 тыс. тонн обедненного урана, из которых свыше 90 % находится в ведении структур министерства энергетики. ОГФУ возникали на площадках разделительных заводов: исторически — в Окридже (штат Теннесси), Пайктоне (Огайо) и Падъюке (Кентукки); с нынешнего десятилетия — в Юнисе (Нью-Мексико). Конверсия ОГФУ до сих пор осуществлялась на площадках в Пайктоне, Падъюке и (в незначительных масштабах) на заводе фабрикации ядерного топлива Areva в Ричланде (штат Вашингтон).
В 2000-х годах компания UDS (совместное предприятие Framatome ANP (позже Areva), EnergySolutions Inc. и Burns & Roe Enterprises) по заказу Минэнерго США построила установки конверсии ОГФУ на двух предприятиях газодиффузионного обогащения урана: закрытом заводе в Пайктоне и тогда еще действовавшем (до мая 2013 года) — в Падъюке. Установки конверсии мощностью 18 тыс. тонн в год в Падъюке и 13,5 тыс. тонн в год — в Пайктоне вступили в опытно-промышленную эксплуатацию в 2010 году. Основной продукцией комплексов конверсии в Падъюке и Пайктоне стали закись-окись урана и фтороводород. После первых двух лет работы фактическая производительность обеих площадок составляла в разные годы ~11–23 тыс. тонн в год; прежде всего за счет загрузки (до ~80 % мощности) установки в Падъюке.