Tutorial: Enriquecimiento de Uranio

El Uranio natural es un metal levemente radiactivo abundante en muchas rocas y suelos, así como en los ríos y en el agua del mar. Está compuesto fundamentalmente por dos isótopos o formas de Uranio, el Uranio 235 (U235) y el Uranio 238 (U238), mezclados en una proporción aproximada del 0,7 y 99,3 por ciento respectivamente.

Las armas y los reactores nucleares requieren Uranio 235 para producir energía a partir de la fisión de sus átomos, por lo que el Uranio natural tiene que ser refinado o enriquecido para obtener el isótopo U235 a partir de su segregación del isótopo U238.

El Uranio residual generado por el proceso de enriquecimiento, el U238, se denomina Uranio empobrecido, que es un 40 por ciento menos radiactivo que el Uranio en su estado natural. El U238 tiene una vida media de 4.500 millones de años, lo que le otorga una gran longevidad al ser muy lenta su tasa de descomposición.

Una vez extraído, el mineral de Uranio es triturado, pulverizado y purificado a través de un proceso químico que lo convierte en una masa sólida conocida por su color como ‘pasta amarilla’, que es radioactiva y presenta una pureza de entre el 60% y 70%.

El proceso de enriquecimiento persigue aumentar la pureza de este material y lograr la mayor concentración de átomos del isótopo fisible U235. Para ello, la llamada ‘pasta amarilla’ es sometida un proceso químico de disolución en ácido nítrico y calentamiento que la convertirá en la forma gaseosa del Hexafluoruro de Uranio. Este compuesto es corrosivo y reactivo, por lo que debe ser manipulado y almacenado como material peligroso.

El Uranio apto para su utilización como combustible en los reactores nucleares debe ser pues enriquecido – o refinado – hasta lograr una pureza de entre un 2% y un 3% de átomos del isótopo fisible U235. La proporción requerida es superior al 90% para el Uranio de uso militar destinado a la fabricación de ingenios nucleares de fisión.

El procedimiento de enriquecimiento más habitual es el centrifugado: el Uranio en forma de gas (Hexafluoruro) es centrifugado en una cámara cilíndrica a altas velocidades, lo que permite segregar los átomos del isótopo U235, más ligero, de los del denso U238, que son extraídos de la cámara una vez se precipitan al fondo de aquélla durante el proceso de centrifugado. Mientras, el U235 se acumula en el centro de la cámara y es recogido. El U235 resultante se traslada entonces a otra centrifugadora y se repite el mismo proceso, a través de una cadena de centrifugadoras denominada cascada, que continuará hasta obtener la pureza requerida.

Otro método de enriquecimiento es la difusión, basada en el principio físico de que el isótopo más ligero, el U235, se dispersa más rápidamente a través de un filtro que el más pesado U238. El proceso requiere que la operación se repita tantas veces como sea necesario para obtener el isótopo fisible U235.

La tecnología utilizada en el enriquecimiento del Uranio para convertirlo en combustible apto para la obtención de energía nuclear con fines pacíficos también puede ser emplearse para obtener Uranio enriquecido de calidad militar para fabricar armas nucleares de fisión. Es lo que se denomina tecnología de doble uso y constituye un problema para los organismos de verificación de la no proliferación de armas nucleares, como en el caso de la República Islámica de Irán y el Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA).

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