URANIO

 


Uranio


 

Características físicas

El uranio cuyo símbolo químico es “U”, presenta color plateado-grisáceo y número atómico 92. Tiene el mayor peso atómico de entre todos los elementos que se encuentran en la naturaleza

 

Peso atomico

Su peso atómico es de 238.02891 u

 

Estructura atómica

 

El uranio es un elemento químico metálico de color plateado-grisáceo de la serie de los actínidos, su símbolo químico es U y su número atómico es 92. Por ello posee 92 protones y 92 electrones, con una valencia de 6.

 



 

Propiedades

 

El uranio es un metal muy denso, fuertemente electropositivo y reactivo, dúctil y maleable, pero mal conductor de la electricidad. Muchas aleaciones de uranio son de gran interés en la tecnología nuclear, ya que el metal puro es químicamente activo y anisotrópico y tiene propiedades mecánicas deficientes.

 

¿en que se usa?

 

El principal uso del uranio en la actualidad es como combustible para los reactores nucleares que producen el 3 % de la energía generada por el ser humano en el mundo. El 238U se convierte en plutonio en los reactores reproductores. El plutonio puede ser usado en reactores o en armas nucleares.

 

De donde se extrae

 

En la naturaleza se presenta en muy bajas concentraciones (unas pocas partes por millón o ppm) en rocas, tierras, agua y los seres vivos. Para su uso el uranio debe ser extraído y concentrado a partir de minerales que lo contienen, como por ejemplo la uranitita (ver minería del uranio).



Como se procesa para llegar a los reactores nucleares.

 

Paso 1: Fase de exploración y minería por lixiviación “in situ”, a cielo abierto o subterránea para extraer el uranio que normalmente se procesa para reducir el material a un tamaño uniforme de partícula, para, a continuación, realizar la molienda produciéndose un polvo seco formado por uranio natural, llamado “yellow cake” (torta amarilla), que se vende en el mercado del uranio como U3O8.

 

El uranio es abundante en la naturaleza, sin embargo, se encuentra en proporciones muy pequeñas en las rocas de la corteza terrestre. Estas rocas se trituran y muelen para facilitar los tratamientos químicos posteriores (lixiviación, clarificación y refinado) para extraer el uranio que contienen de forma de un sólido de color amarillo, llamado “yellow cake” (torta amarilla). Está formada mayoritariamente por U3O8 y se seca para continuar con el proceso.

 

Etapas para la obtención del combustible nuclear a partir del uranio

Paso 2: Primera fase de conversión (U3O8 a UF6). Esta etapa consiste en que el concentrado de uranio, U3O8, debe ser convertido en hexafluoruro de uranio, UF6, que se encuentra en fase gaseosa y es la forma requerida por la mayoría de las plantas de enriquecimiento de uranio, requisito necesario para utilizar el uranio como combustible nuclear.

 

Paso 3: Enriquecimiento. La concentración del isótopo fisionable U-235 (0,71% en el uranio natural) es inferior a la requerida para mantener una reacción nuclear en cadena en los reactores de agua ligera. El UF6 natural, por tanto, debe ser enriquecido en el isótopo fisionable para que se pueda utilizar como combustible nuclear. Los diferentes niveles de enriquecimiento dependen del reactor, pero para un reactor de agua ligera normalmente está enriquecido hasta cerca del 5% de U-235 pero también se requiere uranio enriquecido a concentraciones más bajas. El enriquecimiento se consigue utilizando por lo general, difusión gaseosa o centrifugado de gas.

 


Paso 4: Segunda fase de conversión (UF6 a UO2). Para su uso como combustible nuclear, el UF6 enriquecido se convierte en polvo de dióxido de uranio (UO2) que es compactado en pastillas cilíndricas cerámicas de 1 cm de diámetro por 1 cm de alto aproximadamente con unas características estables a temperaturas elevadas como las que soportarán en el interior del reactor.




Cómo funcionan los rectores nucleares a base de uranio

 

La fisión del uranio se lleva a cabo en el reactor nuclear, liberando una gran cantidad de energía que calienta el agua hasta evaporarla. Una vez ahí, las aspas de la turbina giran por la acción del vapor y mueven el generador, que trasforma la energía mecánica en electricidad.






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