Che cos'è l'ossido di uranio?
L'ossido di uranio è un minerale radioattivo costituito da cristalli neri, grigi o marroni che sono generalmente opachi e hanno una lucentezza grassa. È anche noto come uraninite. Questo minerale è la fonte principale per l'estrazione commerciale di uranio, in quanto ha una concentrazione relativamente alta di questo elemento. L'uraninite viene solitamente estratta da depositi di vene idrotermali e rocce sedimentarie, come l'arenaria, e può anche essere recuperata come sottoprodotto dell'estrazione dell'oro e dell'argento.
L'uranio è un elemento chimico metallico debolmente radioattivo e ha il più alto peso atomico di tutti gli elementi presenti in natura. È circa il 70% più denso del piombo, ma ha una densità inferiore rispetto all'oro. L'uranio ha una vasta gamma di applicazioni sia militari che civili, in particolare nella tecnologia nucleare grazie alla sua capacità di produrre una reazione a catena nucleare sostenuta.
Il minerale di uranio viene generalmente trasformato nel suo punto di estrazione in yellowcake, che può essere trasportato per ulteriori elaborazioni. Yellowcake è spesso indicato come ossido di uranio, ma il suo nome completo è concentrato di ossido di uranio e ha la formula chimica U3O8. È una polvere gialla insolubile che contiene circa l'80% di questo ossido.
La prima fase della lavorazione prevede la macinazione del minerale di uranio e l'aggiunta di acqua, fino a quando non raggiunge la consistenza del fango. Il solfato ferrico è usato per ossidare il minerale di uranio, che si dissolve in acido solforico. Questo liquido ricco di uranio viene separato e posto a contatto con speciali perle di resina che assorbono gli ioni uranio. Un lavaggio acido viene utilizzato per rimuovere l'uranio dalle perle, creando una soluzione di uranio molto concentrata.
Un solvente organico viene combinato con la soluzione di uranio, che viene quindi miscelata con solfato di ammonio. Ciò porta alla precipitazione di una sostanza nota come diuranato di ammonio, in sostanza una miscela di ossidi di uranio e ammoniaca. Il diuranato di ammonio viene quindi addensato e rimosso dalla soluzione usando filtri rotanti come una pasta gialla. Questa pasta viene quindi arrostita per rimuovere eventuali tracce di ammoniaca, lasciandosi dietro l'ossido di uranio.
L'ossido di uranio può essere ulteriormente trasformato in combustibile arricchito di ossido di uranio, che viene sigillato nelle barre di combustibile metalliche che sono montate nei reattori nucleari per produrre il calore e il vapore necessari per generare elettricità. Un sottoprodotto di questo processo di arricchimento è l'ossido di uranio impoverito, che non è più radioattivo. A causa dell'elevata densità dell'ossido di uranio, una volta esaurito può essere utilizzato in applicazioni in cui grandi masse devono adattarsi in piccoli spazi, come contrappesi di elicotteri e chiglie di yacht, e viene anche utilizzato nella costruzione di radioprotezione, essendo molto più efficace di condurre. Gli ossidi di uranio impoverito possono anche essere usati come coloranti nelle industrie del vetro e della ceramica.