2011年8月31日,中央地勘中心根据事先勘探获得的线索,在内蒙古组织了4支勘查队、30台钻机、6台套测井设备、500余名勘查技术施工人员,开始了一场轰轰烈烈的“寻宝行动”。
经过三百多天的奋战,一个世界级超大型铀矿在2012年浮出水面,随后被命名为大营铀矿。经过评审,这个新开采的铀矿被认定为第Ⅰ勘探类型。
这个震惊全国的发现,填补了我国铀矿勘探开采事业的一大空白。
铀矿,是德国化学家克拉普罗特于十八世纪末,首先在沥青铀中发现的。
1938年,两个德国化学家做了一场大胆的实验。他们用中子轰击铀核,结果发现核裂变能够释放出大量的能量元素,由此引起了人们对铀的重视。
作为一种极为稀有的放射性金属元素,铀在地壳中的平均含量不到百万分之三,远远赶不上金、银、铁等常见矿物质。但是它在现代国防科技中,享有不可或缺的地位。
因为铀,是实现核裂变反应的基本物质。
天然铀由几种同位素构成,其中铀235原子核完全裂变放出的能量,是相同质量的煤所完全燃烧释放出的能量的两百多万倍。
这也就是说,1克铀完全裂变,释放的能量相当于2吨半优质煤完全燃烧的能量。
作为核电工程的基本原料,它对各个国家而言都具有重大的战略价值。
此外,铀的和平用途也十分广泛。
以铀为原料的核电,是最常见的新型清洁能源之一,具有经济、安全、清洁等多项优点,二氧化碳基本上为零排放。大比例使用核电,能够大大降低了化石燃料造成的碳硫氧化物排放,对环境保护具有重要意义。
第二次世界大战后,出于研发核武器的战略需要,各个国家对铀资源的勘探和开采进程都大大加快。
1954年秋,时任地质部副部长刘杰,带着一块在广西地区发现的铀矿标本,兴冲冲来到了中南海,向毛泽东等领导人汇报。
刘杰说,这块矿石是在广西普查的时候发现的,仅仅是个次生铀矿,还不知道有没有开采的价值。
毛泽东高兴地拿起这块不普通的石头看了又看,掂了又掂,意味深长地说了一句:“这是决定命运的啊!”
当时新中国建立不久,可是深谋远虑的国家领导人已经意识到了发展核工业的重要性。
1955年1月15日,在一次中央书记处会议上,刘杰等人向毛泽东、周恩来汇报铀矿资源和发展原子能的关系,以及勘察发现铀矿的有关情况。
这场会议一直持续到了晚上八点左右,大家满怀热情地地讨论了很多有关发展原子能事业的问题。
毛泽东说:“我们国家现在已经知道有铀矿,一定会勘探出更多的铀矿来。过去一段时间还来不及抓这件事。现在到时候了!我们自己干也能搞好,什么奇迹都可以创造出来。”
这是毛泽东就发展原子能事业所主持的时间最长的一次会议,足见此事在它心中的分量。
中国要造自己的原子弹,就在这个时候拍了板。
三天后,赫鲁晓夫公开宣布,将帮助中国进行原子能方面的研究。这无疑是一个积极的信号。北京和莫斯科就签订了秘密协定,两国携手合作,在中国进行铀矿勘探工作。
就这样,中国进入了发展原子能事业的历史新时期。
要发展原子能事业,基础原料铀就必不可少。
世界上天然铀产量的地域分布极不均匀,其中加拿大、澳大利亚和哈萨克斯坦等几个国家的铀矿产量一直在全球巨高。
令人遗憾的是,在很长一段时间里,中国都是一个铀矿资源比较短缺的国家。
尤其是在进入二十一世纪以后,中国一直从哈萨克斯坦、澳大利亚等铀资源大国进口铀。
据统计,2011年我国铀资源进口量约15000吨,自产量仅为1000吨左右。这也就意味着,我国对进口铀资源依赖的比例已经高达90%。
铀矿资源和铁矿一样,早已被全球发达国家巨头们垄断。对于像中国这样对铀矿需求量逐年增长的国家来说,如何摆脱全球铀矿的垄断困境,已迫在眉睫。
其实中国也有铀矿资源,但是和澳大利亚、加拿大等国相比,我国的铀矿床具有规模小、铀矿矿石质量差、分布分散等诸多缺点。
此外,我国铀矿床类型有好几种,包括砂岩型、花岗岩型等等类型。其中,砂岩型铀矿由于开采经济、环保的特点,是世界上最重要的铀矿床类型之一,也是许多国家首选的找矿目标类型。
2007年8月13日,中央地勘基金管理中心主任程利伟与中国核工业地质局的两位专家李德连、丛卫克在飞机上偶遇,他们讨论起了一个共同感兴趣的话题——铀矿勘查。
当李德连和丛卫克谈及在内蒙古发现的铀矿床时,程利伟的注意力一下子被吸引了。
他了解到,在内蒙古发现的铀矿床,正位于中央地勘基金刚启动的一个煤炭联片勘查项目附近,且铀矿的层位在煤矿的层位之上。
因此,在勘查煤炭和石油的过程中,同样也会探测到含铀矿的相应地层。
就这样,一个大胆的念头在程利伟心中油然而生——能不能在进行煤炭资源勘查的同时,完成放射性元素检测工作,或许能同时开发出煤矿和铀矿资源。
下了飞机后,程利伟立刻开始着手在煤炭普查项目中追加部署放射性检测的工作。
由此,一场即将载入中国矿产勘查史的思维革命——煤铀兼探——在鄂尔多斯大草原上缓缓拉开了帷幕。
鄂尔多斯盆地对保障国家能源供应安全至关重要。
那里蕴含着极其丰富的矿产资源,煤炭产量约占全国的四分之一,油气产量约占全国五分之一,还有丰富的铀、石膏、煤层气等。
但鄂尔多斯盆地的主要矿产资源存在共生、伴生的特点,开发利用难度大,存在勘查周期长、效率低的问题。
此外,鄂尔多盆地生态环境恶劣、水资源短缺,对于科研人员是一个极大的挑战。
由于以上种种原因,我国长期以来都未能在鄂尔多斯盆地取得铀矿开采的重要突破。
直到程利伟主任提出同时开发出煤矿和铀矿资源的新理念后,局面终于迎来了变化。
中央地勘基金管理中心组织了中国核工业208大队,利用煤炭勘查施工的钻孔,同步进行放射性γ测井、编录。
2008年年底,煤炭普查工作基本告一段落。
地勘基金管理中心在发现一处煤田的同时,新发现了一处中型铀矿床。
程利伟将这个一石二鸟的技术命名为“煤铀兼探”。
2012年,在经过了多年的艰难作业后,大营铀矿终于展现在了世人面前。
经过评审,大营铀矿被认定为第Ⅰ勘探类型,据初步的推算,其铀储量在5万吨。
根据世界通用标准,超大型铀矿的最低储量为3万吨,而大营铀矿的储量可以被称为超大型铀矿。
这是一个很可怕的概念。这意味着大营铀矿的储量如果全部被开采使用的话,可以造出上百万枚核武器。
此外,从找矿效益看,大营铀矿的投入产出比也相当惊人。
据国际原子能机构IAEA的统计,一座铀矿从发现、勘查至开发所需的平均时间是15-20年,平均勘查费用为7000万欧元。而大营铀矿的勘查周期只有10年不到,勘查费用不到2000万欧元。
据程利伟主任介绍,大营铀矿结束了中国无世界级铀矿的历史,可以为提高中国能源资源保障程度做出了重大贡献。
这是中国人找矿突破战略启动以来第一个重大突破,让中国人在找铀矿这件事情上打了一个漂亮的翻身仗。
正如核工业地质局原副局长郑大瑜所说:“昔日因大庆的发现,使我国甩掉了贫油的帽子;今日大营的发现也将甩掉中国贫铀的帽子。”
连许多国外媒体都纷纷感叹,眼红地表示“中国真是缺什么来什么”。
然而找到铀矿,和利用开发铀矿之间,还有很长的路要走。
大营铀矿被发现后,并没有被用于大规模制造核武器,而是大多用来建设民用核电站项目,为核电站提供所需要的核燃料。
有些人会深感可惜,这么大的一个铀矿,为什么不用来制作核武器,提高国防水平呢?
其实这背后有深层次的技术原因。
首先,铀矿的铀含量其实是非常低的,一般来说含有0.05%铀的矿产就可以开采,而能够用于核武器制造的铀235在所有的铀中仅占约0.7%。
所以要制造核武器,光光具备铀矿储备是远远不够的,还需要进行大规模的提纯工作。这也是很多拥有铀矿资源的国家,不能制造核弹的原因之一。
而内蒙古发现的大营铀矿虽然储量大,但是纯度不高,要进行提纯,技术难度很大。
其次,我国核武器制造对于铀元素的需求不是很大,把这些低浓度的铀矿投入到核电站中,造福于民生,才是最经济实惠的做法。
此外,铀的用途不仅只有核武器和核电站。铀核裂变产生的放射性,可广泛应用于各个行业,例如农业辐照育种、食品工业食品保鲜和灭菌、医学造影诊断、地质勘探和文物考古等等。
大营铀矿的发现,造就了整个北方地区砂岩型铀矿勘查的整体推进、面上开花的大好局面。它不仅仅是一个科研成果,更是一次思维革命。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。
作为核工业以及核武器制作的重要原料,一个国家大型铀矿区的出现值得庆贺,但这背后所凝聚的无数科研工作人员的汗水和努力,更值得我们铭记。
[1] 就大营铀矿突破专访中央地勘基金管理中心负责人.中央政府门户网站.2013.1.7
[2] 新华社内蒙古发现国内最大世界级铀矿 核电重启获保障.每日经济新闻.2012.11.6
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作者:理理
编辑:如如是