Written by En 1789, el farmacéutico alemán Martin Heinrich Klaproth, utilizando el mineral melocotón que tenía una composición química no muy conocida, logró aislar el trióxido de uranio (UO) por primera vez.3). Unos años más tarde, el químico francés Peligot logró aislar el metal en polvo por primera vez, nombrándolo con el nombre de uranio y así descubrir el elemento natural más pesado de la corteza terrestre.
El uranio se encuentra en la naturaleza en forma de dióxido de uranio (UOdos), y consta de tres isótopos: 238U 235Eh 234U, en proporciones de 99,27%, 0,72% y 0,006% respectivamente. O 238U se considera un isótopo fértil, ya que puede dar lugar a otro elemento por una reacción nuclear inducida, ya que el 235El U se considera un isótopo fisible, es decir, se puede utilizar para obtener otros elementos mediante reacciones de fisión nuclear.
Wölsendorfite, un mineral raro que contiene uranio en su composición. Foto: Marcel Clemens / Shutterstock.com
ambos isótopos 235cuanto el 238U, tienen las mismas propiedades químicas, difiriendo solo por los tres neutrones que explican una pequeña diferencia en la masa atómica. A pesar de esto, el uranio-238 no es de interés para las centrales nucleares porque no es capaz de generar energía y, por tanto, el proceso de enriquecimiento de uranio se vuelve necesario.
Para provocar una reacción de fisión en los reactores nucleares es necesario que la muestra de uranio utilizada contenga de 3 a 5% de isótopo 235, pero en el caso de usos militares (bombas nucleares), debido a la necesidad de alta generación de energía, se necesitan cantidades más alto que el isótopo 235, alcanzando rangos de 80 a 99% de concentración de isótopos. En estos casos, una pequeña cantidad de producto genera una energía absurda en fracciones de segundo, que puede causar más destrucción que la bomba lanzada sobre Hiroshima en 1945. En comparación, la bomba detonada en Hiroshima tenía 7 kilogramos de 235U es un poder destructivo equivalente a 20 mil toneladas de TNT, es decir, una bomba de 20 kilotones, que provocó la muerte inmediata de aproximadamente 100 mil personas.
Dos procesos se utilizan industrialmente para enriquecer uranio: difusión gaseosa y ultracentrifugación.
Primero, el dióxido de uranio se convierte en gas hexafluoruro de uranio (UF).6). En la difusión gaseosa, el gas pasa a través de placas porosas. Como el uranio-235 es más pequeño que el uranio-238, atraviesa los poros con mayor facilidad. Se repite el paso por el “tamiz” hasta que la concentración de uranio-235 alcanza el nivel deseado. Con esto, es posible separar el (U235F6) de (U238F6). Al final del proceso, el gas hexafluoruro de uranio enriquecido se convierte nuevamente en dióxido de uranio.
En alta centrifugación, la separación se realiza mediante fuerza centrífuga que actúa sobre las partículas de UF6, cuyo principio es idéntico al que conocemos en nuestra casa, con el uranio-238 concentrado en una región más externa que el uranio-235, porque el primero es solo un 1% más pesado en relación al segundo. De ahí el término «ultra» centrifugación (para operar a velocidades tangenciales muy altas), para separar dos elementos cuyas masas están muy próximas.
El uranio pobre – el 238U barrado en el ‘tamiz’ se puede aplicar en el blindaje de los tanques de batalla y en la construcción de proyectiles (municiones), ya que es 2,5 veces más pesado que el acero. Pero también hay un uso civil: denso, sirve como contrapeso en los proyectiles de aviones.
Bibliografía:
Atkins, PW, Jones, L., Principles of Chemistry: Questioning Modern Life and the Environment 5th ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012.
Usberco J., Salvador E., Química General, 12a ed., São Paulo: Saraiva, 2006.
http://pelicano.ipen.br/PosG30/TextoCompleto/Inez%20Cristina%20de%20Oliveira_M.pdf
http://www.inb.gov.br/pt-br/Nossas-Atividades/Ciclo-do-combustivel-nuclear/Enriquecimento
