鉱山都市のあだ名はそこから来ています。政治指導者たちはそれを注意深く監視している。他の人はそれをきっぱりと非難します。
実際、ウランについても議論の余地がある。
長年にわたり、この要素は核兵器や原子力時代の誕生の話と結び付けられてきました。しかし今日、金属はエネルギーの形で、異なる役割を果たしています。実際、軍拡競争により核兵器に貯蔵された濃縮ウランの多くは、世界の原子炉の燃料として再利用され、2010 年には世界の電力のほぼ 14 パーセントを供給しました [出典: ]。
そしてそれは非常に強力でもあります。ウラン燃料の 7 グラムペレット 1 個は、石油 3.5 バレルおよび石炭 807 キログラム (1,779 ポンド) と同量のエネルギーを生成します [出典: ]。
原子力発電によって家庭や企業を明るくするだけでなく、ウランは放射線を生成する放射性同位元素を生成し、特定の病状の診断や治療に役立ちます。シールドにも使用され、劣化した状態では航空機のカウンターウェイトとしても使用されます。
しかし、ウランはどこから来て、どのように集められるのでしょうか?
他の金属と同様、ウランは地表の岩石中に自然に存在し、ウラン採掘によって抽出できます。鉱山労働者はもともと、（少なくとも人々がその有害な放射性の影響に気づくまでは）光る装飾塗料として使用されていた別の元素であるラジウムと並んでウランを発見しました。ウランは、核の性質が発見される前に装飾用釉薬として市場に出回りました。
この重金属には、いくつかの同位体、つまりさまざまな数の中性子を持つ元素の形態があります。同位体の安定性に応じて、あるものは他のものよりも放射性が高く（高エネルギー粒子を発する可能性が高い）、核分裂性が高い（核分裂を起こす可能性が高い）場合があります。ウラン 238 は、地球上で最も豊富に存在する元素の同位体であり、岩石や海水中に存在します。しかし、核反応を引き起こすために使用される最もよく知られたウランの形態であるウラン 235ほど放射性はありません。
この記事では、ウランの採掘プロセスを図示し、元素が鉱石から原子炉で使用できる燃料ペレットに移行する過程を追跡します。また、米国で最も象徴的な渓谷の裏庭でのウラン採掘をめぐる論争を追うことで、ウラン採掘の栄枯盛衰や人間と環境へのリスクについても見ていきます。
次のページでウラン採掘と核に関するあらゆるものの起源を再検討しながら、 終末時計のほこりを払いましょう。
ウラン採掘の歴史: イエローケーキをめぐる競争
「ファットマン」、「リトルボーイ」、「ザ・ボム」、「核兵器」――思い浮かぶものは何でも、核兵器は第二次世界大戦後、世界の精神に深く根付いた。
ウランが核元素として登場したのは、科学者たちが最初の原子爆弾を開発した極秘のマンハッタン計画にまで遡ります。米国では、ユタ州、コロラド州、ニューメキシコ州、アリゾナ州の隅々を結ぶ地域であるコロラド高原の西側に鉱山が出現した。この時期は、完成品が最終的に政府の手に渡る限り、米国でのウラン採掘を許可する 1946 年の原子力法とも一致します [出典: 原子力委員会]。
アメリカの自然の驚異の 1 つであるグランド キャニオンは、アリゾナ州のウラン採掘の激戦地としても機能し、天然資源と観光にとってこの地域の重要性が当事者によって議論されました [出典: Amundson ]。実際、アマチュアの探鉱者は、後にグランドキャニオン国立公園内でオーファン鉱山と名付けられることになる放射能汚染地域を発見しました。
確かに、第二次世界大戦により、ウランは強力な元素の地位を確立しました。
「ウランは雑草から兵器になった」と歴史家、教授、原子時代の専門家であるマイケル・アムンソン氏は語る。 「この無用な顔料として機能する代わりに、それは戦争の戦略的要素になりました。」
しかし、ウランの需要がある大陸は北米だけではありませんでした。この金属に対する世界的な需要は、米国とソ連の間の軍拡競争中の 1950 年代に増加しました。当時、この元素の高濃度の形態が核兵器の製造に使用されていました。世界中で、経済的インセンティブと、自国とその同盟国を守るという約束が、「ワンダーメタル」の征服を支持する理由となった。
1970 年代に、ウランへの焦点は、成長する原子力発電部門の燃料としての使用に移りました。しかし、原子力文化の魅力と期待は、自由市場が標準になるにつれて消え去った。原子力技術をめぐる国民の不安も増大した。 1979 年のスリーマイル島事故は、人々の原子力に対する恐怖をさらに高め、すでに苦戦していた米国のウラン採掘事業にさらなる打撃を与えました。今日、一部の専門家は、世界的なウラン需要の増加に伴い、ウラン採掘が再び増加していると述べている[出典:原子力庁;ディアリー]。
それでは、ウランの探索はどこから始まるのでしょうか?ヒント: あなたの裏庭にはおそらくありません。
ウラン探し
企業が鉱山労働者を雇用することを考える前に、鉱床を見つける必要があります。初心者の探鉱者、チャーリー・スティーンのようなウランブームに便乗した人たち、そしてベテランの専門家たちは、そもそもどのようにしてウランを見つけたのでしょうか？
ほとんどの採掘現場は、サイズや深さが異なる、より大きな鉱床から生じています。世界最大級のオーストラリアのオリンピック ダムは、約 650 万フィート (2,000 キロメートル) の土地を調査し、採掘しました。
採掘プロセスのこの予備段階は探査と呼ばれ、地球科学の専門家がどの地域で採掘が経済的に実現可能であるかを判断します。企業は回収可能な鉱石の推定トン数と採掘コストを比較します。財政上の制約があるため、企業が採掘現場に投資するかどうかは、採掘現場の景観とアクセスによって決まります。それでも成功することは稀です。すべての鉱物と金属の中で、およそ 1,000 件の探査プロジェクトに 1 件が採掘段階に移行します [出典: ]。
しかし、ウランの放射能のおかげで、それを見つけるのは少し簡単になります。ガイガーカウンターとシンチロメーターは放射線を検出し、ウランのホットスポットの調査に役立ちます [出典: Hunter ]。測量士は手持ちのガイガーカウンターを使用して地表近くの放射能を検出しますが、シンチロメーターと呼ばれる大型の装置はより離れた場所でガンマ線を捕捉できます。地質学者はまた、土壌や岩石のサンプルを採取して、地表の下に隠れているウランの割合を調べる予定だ。 U-234、U-235、U-238 など、いくつかのウラン同位体が同時に発生します。通常、U-235 を検出する方法では、サンプル中にどれがより多く含まれるかを区別することはできませんが、U-235 を検出するいくつかの装置がより広く使用されるようになる可能性があります。
ウランの崩壊過程では、ラジウムやラドンなどの娘元素と呼ばれる副産物も生成され、これらも同様に放射性です。検査員は放射線を注意深く測定し、他の元素をウランと間違えないようにします。
企業がウラン採掘に挑戦したいとわかったら、地方政府と連邦政府に許可を申請しなければなりません。プロセスは国によって異なりますが、ほとんどの許可では、企業が鉱山労働者、近隣地域社会、環境の健康を保護するのに役立つ基準を遵守していることが保証されています。米国では、採掘の許可を取得し、投資家を参加させ、資源評価を実施するには 3 年から 10 年かかる場合があります [出典: Deery ;ハンター』。
ウランの歴史と探査段階について少しわかったところで、採掘の詳細を掘り下げてみましょう。詳細は次のページでご覧ください。
カナダとオーストラリアは世界のウランの 40% を生産しており、米国はわずか約 3% を掘り出します。カザフスタンは近年、ウランの大生産国にもなっている。企業に関しては、2011 年現在、カザトムプロム、アレバ、カメコがウラン生産のトップ企業となっている [出典: ;ハンター』。
マイニング: 放射性キャッシュを最大限に活用する
ウラン鉱床を見つけて適切な許可を取得した後、企業は採掘を開始します。地面からウランを抽出するには、露天掘り、地下採掘、現場回収といういくつかの方法があります。
採掘方法は、鉱床の種類、水中に浮遊しているかどうか、およびその地域の地理によって異なります。たとえば、鉱夫が岩石と水の層の間に挟まれた鉱床を発見した場合、その場で回収する方が費用対効果の高い選択肢となります。専門家が乾燥鉱石を扱う場合、露天掘りまたは地下採掘のタイプに固執する可能性が高くなります。
- ウランの露天掘りは、他の金属鉱石の採掘で行われることとよく似ています。専門家と鉱山労働者は機械と爆薬を使用してピットを作成します。その後、ウラン鉱石を塊にして取り出し、さらなる処理のために輸送します。鉱山労働者は、鉱石を廃棄物から分離するために特別な訓練を受けています。多くの場合、彼らは次のモットーを心に留めています。「鉱山を無駄にするのは恐ろしいことですが、鉱山にとって無駄は恐ろしいことです。」専門家らは、現場での回収は環境に与える影響が小さく、鉱山会社にとっての埋立の余地も小さいと述べている[出典: Deery ;ハンター』。
- 一部の作業では、企業が鉱石を抽出し、地上で小さな破片に砕き、化学物質で山を浸出させてウランを分離するプロセスであるヒープリーチングを使用します。化学物質が浸透すると、ウランが地下のパイプに浸出し、溶液が集まります。アメリカのウラン鉱山では、主に酸性化学物質の使用による環境への影響を理由に、この方法は実施されていません。
ウラン鉱山は広大に見えるかもしれませんが、各現場では比較的少数の労働者が任務を遂行しています。およそ 35 人が機械でシャフトを固定するために地面に鉄筋を掘削して配置するのを手伝い、35 人の鉱山労働者がウラン鉱石の除去を専門に (露天掘り作業で、20 人が地下で)、約 25 人が復元作業の埋め立てプロセスを支援します。土地を自然な状態に戻します [出典: Deery ]。
次のページに進んで、岩石とウランのどろどろの混合物がどのようにして核燃料になるのかを調べてください。
フライス加工と加工
工場では、ウラン鉱石はさまざまな変化を経て、最終製品、つまりイエローケーキとしても知られるウラン粉末に変わります。
製粉プロセスは非常に重要であるため、米国原子力委員会は、ウラン鉱石の処理を容易にし、イエローケーキの生産を迅速化するために鉱山が近くに製粉所を設立するのを支援しました[出典: Amundson ]。
乾燥ウラン鉱石の場合、岩石はタンクに入れる前に小さな破片に粉砕されます。 In-situ 回収ソリューションは通常、タンクに入れる準備もできています。ウランの採掘方法に応じて、他の物質を取り除くために化学溶液が鉱石に適用されます。プロセスの一部では、イオン技術によって鉱石と一緒に集められた砂や破片が分離され、別の部分では一連の溶剤を使用して鉱石の他の部分からウランが取り除かれます。粉砕プロセス全体を通して、他の岩石の残骸や鉱石からの放射性元素 (尾鉱とも呼ばれる) が集められ、保管されます。必要な量のウランが残るまで、生成物は化学分離を受け続けます。
目標は、酸化ウラン (U 3 O 8 ) を単離し、さらなる濃縮のために企業に販売することです。ほとんどの製粉作業では 20 ～ 50 人が雇用されています [出典: Hunter ]。
粉砕後、他の企業がウランを購入して濃縮したり、特定のサンプル中の同位体 U-235 の比率を高めたりすることになります。濃縮中、科学者はイエローケーキ（酸化ウラン）を六フッ化ウランガスに変換し、シリンダーに入れて冷却すると固体になります。次に、燃料製造業者はその物質を酸化ウラン粉末に変換し、それを圧縮してウラン燃料ペレットにします。濃縮プロセスは厳しく規制されており、多くの場合、採掘した会社以外の会社によって行われます。
ウラン採掘の影響は鉱山を超えて広がります。次に、この活動が人間の健康に及ぼす影響について詳しく学びましょう。
事業の規模に応じて、ウラン鉱山では 12 ～ 8,000 人を雇用することができます [出典: Hunter ]。他の企業と同様に、大規模な鉱山会社は、ケータリング業者や料理人、受付係、会計士、保管スタッフなど、さまざまなサービスを利用しています。その他、爆発物技師、地質学者、医師と看護師、換気分析者、機械積込み機、掘削機、研究室専門家、環境技術者など、鉱山特有の職種もあります。
危険な金属?ウランの健康上の懸念
1950年代にウラン採掘をめぐる健康への悪影響が表面化し始めて以来、ウラン鉱山に関する世論は支持派と反対派に分かれてきた。
双方は、ウラン採掘が正当な健康上の懸念を引き起こすことに同意する。ウラン採掘の最も危険な側面には、ラドンガス、放射線、毒性の危険が含まれます。
ウラン 238 の崩壊から生じるラジウム 226 の直接生成物であるラドン ガスは、肺がんを引き起こすことが知られています [出典: ]。ラドンはあらゆる種類の鉱山に頻繁に存在する可能性がありますが、喫煙者は癌を発症するリスクが高くなります [出典:原子力エネルギー研究所; Hunter ] 20 世紀の半ば頃、環境をより安全にするために採掘規制が強化されました。現在、鉱山では、特に地下採掘プロジェクトにおいて、ラドンが存在する環境で作業する鉱山労働者のために、複雑な換気システムと保護具が必要です。米国では、休憩室や敷地内の小さな建物を含む作業エリアでラドンガスの検査が定期的に行われています。
電離放射線の問題もあります。これは、ラジウムなどのウランによく見られる元素によって引き起こされます。一部の放射線は皮膚を通過する可能性がありますが、ウランの抽出に関与する種類の放射線は、誤って摂取または吸入した場合に最も問題を引き起こします。いくつかの研究では、これらの放射性元素が癌のリスク増加と関連付けられています [出典: ]。
ウラン自体は、放射性元素よりも有毒物質としてのリスクが高くなります。ウランを摂取すると腎臓の問題を引き起こす可能性があります。
近くの地域社会にとって、最大の健康リスクは、放射性粒子や重金属が含まれる可能性がある鉱山での汚染された飲料水である可能性があります。ある専門家は、採掘現場の地下水を浄化して安全なレベルに戻すには通常約 40 年かかると推定しています [出典: Deery ]。
ウラン採掘の影響は人体に限定されません。次に、ウラン採掘が環境に与える影響について見ていきます。
ウランがイラク戦争を引き起こした触媒であると信じている人もいます。 2003年、ジョージ・W・ブッシュ米国大統領は、イラクがニジェールからウランを購入したと述べ、同国が大量破壊兵器の製造にその元素を使用していることを示唆した。大量破壊兵器や核燃料として使用するには、ウランをさらに濃縮する必要があっただろう。振り返ってみるとこれらの主張には真実が欠けているにもかかわらず、また他の情報源からブッシュに提供された誤った情報にも関わらず、その情報はイラク侵略を正当化するのに十分だったという人もいる[出典: ]。
ウラン採掘: 環境への危険性
ご想像のとおり、ウラン採掘には何らかの方法で地面を物理的に操作する必要があります。
では、企業や政府は、採掘行為が地元の生態系や野生生物に悪影響を及ぼさないようにするにはどうすればよいのでしょうか?特にグランドキャニオンのような自然のランドマークの場合、企業と国民はどのようにして公共の土地を共有するのでしょうか?
ウラン採掘の環境への影響は依然として物議を醸している論点です。尾鉱は、鉱石の残り片や工場からの副産物であり、ラドン、ラジウム、トリウム、ポロニウム、場合によってはヒ素を含む場合があります。
おそらく最も深刻な懸念は水質です。 1970 年代半ばより前に放棄された米国の鉱山は、尾鉱が現場に残され、適切に処理されなかったため、最も危険であると考えられています [出典: ]。有毒物質や放射性物質が雨や風によって運ばれるリスクもあります。
採掘プロセスと放棄された鉱山の両方が、特に米国のナバホ族の土地全体にわたって、近くのコミュニティの健康と土地の質に悪影響を及ぼしています。アマンソン]。
人間と環境の利益のバランスをとることが、ウラン採掘の議論の中心にあります。ウラン採掘場は平均して約 30 年間存続し、地元住民に雇用と経済的機会を提供します。個々の鉱山は、枯渇するまで約 7 年間存続します [出典: Deery ]。
小さな町にとっての採掘の短期的な経済的利点も明らかになりました。
米国土地管理局の地質学者で鉱業法指導者のリック・ディアリー氏は、「これにより、平均以上の給与を得る35人、40人が町にやってくる」と述べた。 「彼らは物を買うつもりです…間接的な雇用を支援するつもりです。」
環境への長期的な影響がウラン採掘を正当化しないと考える人もいるが、この慣行の支持者は、ウランは石炭や石油よりもクリーンなエネルギー形態であると主張する[出典: Hunter ]。
それでも、規制の強化とスーパーファンドのプロジェクトにより、ウラン鉱山の浄化が図られてきた。企業は通常、採掘プロセス終了後の浄化作業に十分な資金が投入されることを保証する埋め立て債、または一種の担保を約束します[出典: ]。通常、修復には現場から廃棄物を除去することが含まれますが、埋め立てにはその地域を自然な状態に戻すことが求められます。
政府が定めた土地管理規則に違反すると、20万ドルを超える高額な罰金が科される可能性がある。 「ほとんどの場合、鉱業はこれらの事業に失敗するには多大な投資を行っています。もし廃業になれば、誰も彼らを再び雇用することはできなくなります。」とディアリー氏は述べた。
探鉱者も初心者も同様: ウラン採掘の詳細については、以下のリソースをチェックしてください。
カナダのサスカチュワン州にあるウラニウムシティの名前の由来はわかりますか?元素にインスピレーションを得た名前を持つもう 1 つの場所は、コロラド州のウラヴァンです。
