Hầu hết các lò phản ứng hạt nhân trên thế giới hoạt động bằng uranium làm giàu, thường đến 5%. Trong trạng thái tự nhiên, các đồng vị U-235 chỉ chiếm 0,7% và là phần có ích, phần lớn còn lại 99,3% là U-238 hiện nay là phần bỏ đi không sử dụng. Còn thị trường làm giàu uranium hiện nay, chỉ có 2 nhà đóng vai trò lớn mà một trong đó là Nga với ưu thế công nghệ và kỹ thuật rõ rệt.
Làm giàu uranium là công nghệ cao và chỉ có một số nước hàng đầu làm chủ. Qua quá trình làm giàu, tỷ lệ U-235 tăng lên cho đến khi đủ để làm nhiên liệu hạt nhân. Phần còn lại gọi là DU (depleted uranium, là phần bỏ đi còn chứa 0,23% U-235), một phần nhỏ du dùng làm đầu đạn xuyên (Mỹ).
Có một số công nghệ, phương pháp làm giàu uranium đã được thử nghiệm, ví dụ như phương pháp khuyếch tán, và laser. Tuy nhiên, phương pháp hiệu quả nhất về giá thành vẫn là ly tâm khí. Hợp chất khí của uranium được đưa vào trong máy ly tâm (thường là UF6-uranium hexafluoride), phần đồng vị nặng hơn là U-238 sẽ bám sát thành ngoài, còn phần đồng vị nhẹ hơn sẽ đọng lại gần trục. Trải qua quá trình lặp lại liên tục trong máy, các đồng vị sẽ bị phân ly dần và được tách ra.
Quá trình như thế sẽ cần đến hàng ngàn máy ly tâm nối với nhau để có thể cho ra nhiên liệu U-235 làm giàu đến 5% (dùng làm nhiên liệu phát điện), đến 20% cho các lò nghiên cứu và đến 90% cho các lò đặc biệt như tàu ngầm, tàu phá băng hay để làm bom (ngày nay ít dùng bom uranium mà hay dùng plutonium).
Các máy ly tâm là một tổ hợp phức tạp, công nghệ cao mà không phải ai cũng có thể chế tạo, thậm chí là những hãng lớn như Samsung. Để chế tạo chúng, có vô số trở ngại không được tiết lộ và những vấn đề khác thông thường trong hoạt động. Nga là người đứng đầu trong lĩnh vực này.
Những máy Nga có đặc điểm công nghệ khác biệt là có những kết cấu chịu tải cao và làm bằng sợi cacbon cường độ cao, loại vật liệu kết cấu chịu điều kiện khắc nghiệt này được chế tại ở nhà máy "Argon", nhà máy "Vật liệu kết cấu carbon" và ở "SNV". Chúng được thiết kế và phát triển tại các bureaus: "Centrotech - St. Petersburg," OKB "Nizhny Novgorod" và "Novouralsk Science and Engineering Center".
Việc sản xuất các máy ly tâm uranium ở Nga do Trung tâm kỹ thuật "Russian Gas Centrifuge" điều hành. Còn sản phẩm làm giàu được xuất khẩu cũng như tiêu thụ bởi tổ hợp nhiên liệu hạt nhân "TVEL", bao gồm tất cả các tổ chức liên quan đến nhiên liệu hạt nhân.
Ở Nga có 4 hãng trực tiếp tham gia làm giàu nhiên liệu: "Angarsk Electrolytic Chemical Plant" (vùng Irkutsk), Tổ hợp sản xuất "Electrochemical Plant" (vùng Krasnoyarsk), "Ural Electrochemical Integrated Plant" (vùng Sverdlovsk), và "Siberian Chemical Plant" (vùng Tomsk). Năng lực sản xuất cho phép đại diện Nga là "Rosatom" chiếm đến 40% thị trường nhiên liệu làm giàu toàn thế giới.
Không phải quốc gia có nhà máy hạt nhân nào cũng có nhà máy làm giàu, hay tự chủ nhiên liệu nói chung. Ngay cả nước Mỹ cũng không có những nhà máy như thế và gần như toàn bộ nhiên liệu hạt nhân (dân sự) của họ là nhập khẩu. Họ nhập khẩu nhiên liệu hạt nhân cả từ "Ông bạn Nga đáng nguyền rủa", thập chí phần nhập lớn nhất là từ Nga.
Hiện tại chỉ có 2 đại diện lớn trong thị trường làm giàu nhiên liệu hạt nhân là Nga và EU. Nhưng ở đây khác với độc quyền cổ điển bởi có nhiều điểm quan trọng khác biệt.
Đầu tiên, không có một thị trường thực sự mua bán các máy ly tâm hay nhà máy làm giàu, chủ yếu là bởi các yếu tố "nhạy cảm" liên quan đến không phổ biến vũ khí hạt nhân-NPT. Hay nói cách khác, gần như không có cạnh tranh trực tiếp trong lĩnh vực này.
Hai là, ngoài Nga ra, chỉ có tổ hợp tây Âu Urenco là có máy ly tâm công nghệ cao và hiệu quả. Nói chính xác, thì đó là công ty liên doanh ETC và hãng Pháp Areva. Tổ hợp làm giàu Mỹ là USEC thì chỉ mới đây mới có dự án "The American Centrifuge" và vẫn còn quá sớm để nói chúng sẽ như thế nào.
Ba là, cả Nga và nhà cạnh tranh chính Urenco/ETC đều không hề tha thiết chuyển giao công nghệ hiện đại và bán các máy ly tâm đến những nơi "không có địa chỉ". Các quốc gia khác (kể cả Mỹ) nếu có bán thì cũng chỉ là công nghệ, thiết bị cũ.
Năng lực làm giàu ở Nga hiện nay đạt 25 triệu SWU (Separative work units, tính bằng kilogram), và đang tiếp tục tăng chậm (đạt 30 triệu SWU năm 2020). Trong đó họ sử dụng hơn 4 triệu SWU cho nhu cầu trong nước và cũng khoảng bằng ấy cho các nhà máy hạt nhân của họ ở nước ngoài. Phần còn lại 17 triệu SWU là dành cho các đơn hàng của các công ty nước ngoài.
Ví dụ 100 kg NU (nhiên liệu tự nhiên đầu vào 0,7% U-235) = 61 kg SWU = 10 kg LEU (làm giàu nhẹ 4,5% U-235), với phần bỏ đi DU 0,3% U-235.
Giá gia công làm giàu tỏ ra ổn định, và khó có sự thay đổi trong ngắn hạn. Chủ yếu là bởi năng lực làm giàu đã tăng cùng với sự gia tăng các nhà máy xây mới (ở Ấn Độ và Trung Quốc). Tương lai xa, thị trường nhiên liệu sẽ phụ thuộc nhiều yếu tố, ví dụ như sự thành công của công nghệ laser đang triển khai ở Mỹ dựa trên công nghệ Úc.
Còn giá SWU trung bình toàn cầu trong dài hạn, năm ngoái "trôi nổi" ở mức $100. Giá nóng cho thấy thiếu ổn định và đã giảm qua 2 năm từ $160 xuống $140 nhưng lượng giao dịch ít. So sánh giá cả của Nga và Urenco/ETC cho thấy, phần lợi thế đang thuộc về Nga.
Giá cả SWU ở Nga hiện không cao hơn $70. Trong khi phần du bỏ đi chuẩn không phải 0,23% mà là 0,18% và thậm chí còn thấp hơn. Hiệu quả kinh tế có thể thấy được, đem lại lợi nhuận nhiều hơn có khách hàng. Điều quan trọng về nguyên tắc, trong tình huống đối thủ cạnh tranh sa chân. Với 40% thị phần có sẵn, chỉ cần thêm 1/10 năng lực thiết bị có sẵn, Nga sẽ có giá trị gia tăng đáng kể và bước vào giai đoạn bứt phá công nghệ chưa từng có được.
"Đất nghèo" đang làm giàu cho Nga.
Vladimir Teslenko, Ph.D. in Chemistry
http://www.bigness.ru/articles/2012-...a_uran/133159/
http://english.pravda.ru/science/ear...aceful_atom-0/
Đọc thêm:
Russia boosts nuclear fuel exports
http://www.world-nuclear-news.org/EN...s-0610104.html
Nuclear Power in Russia
http://www.world-nuclear.org/info/inf45.html