L’ossido di uranio è una forma di uranio elementare, un minerale radioattivo che si trova in natura. Appare come un ossido come risultato dell’esposizione del minerale all’ossigeno, spesso nell’aria, ma a volte come risultato della manipolazione chimica in laboratorio. Nella sua forma ossido è una polvere ruvida a struttura cristallina, spesso nera, grigia o bruno-giallastra; molto dipende dalla natura del terreno in cui è stato estratto e da altri fattori ambientali. A volte è anche chiamato uraninite, ed è formalmente considerato un “minerale” di uranio elementare. È la principale fonte per l’estrazione commerciale dell’uranio, che ha numerosi usi come combustibile e anche come esplosivo. Di solito viene estratto da depositi di vene idrotermali e rocce sedimentarie, come l’arenaria, e può anche essere recuperato come sottoprodotto dell’estrazione dell’oro e dell’argento.
Proprietà di base
L’uranio è un elemento chimico metallico che è debolmente radioattivo e ha il peso atomico più alto di tutti gli elementi naturali. 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 nucleare a catena prolungata.
Lavorazione e ossidazione
La prima fase della lavorazione prevede la macinazione del minerale di uranio e l’aggiunta di acqua, fino a raggiungere la consistenza del fango. Il solfato ferrico viene utilizzato per ossidare il minerale di uranio, che viene sciolto in acido solforico. Questo liquido ricco di uranio viene separato e posto a contatto con speciali perline di resina che assorbono gli ioni di uranio. Un lavaggio acido viene utilizzato per rimuovere l’elemento dalle perline, creando una soluzione molto concentrata.
Un solvente organico viene combinato con la soluzione di uranio, che viene poi miscelata con solfato di ammonio. Ciò porta alla precipitazione di una sostanza nota come diuranato di ammonio, in sostanza una miscela di soluzione di ossido e ammoniaca. Il diuranato di ammonio viene quindi addensato e rimosso dalla soluzione utilizzando filtri rotanti come una pasta gialla. Questa pasta viene poi tostata per rimuovere ogni traccia di ammoniaca, lasciando dietro di sé l’ossido di uranio.
Produzione di carburante arricchita
Il composto può essere ulteriormente trasformato in combustibile arricchito, che viene sigillato nelle barre di combustibile metalliche inserite 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. Per la sua alta densità, una volta esaurito può essere utilizzato in applicazioni dove grandi masse devono stare in piccoli spazi, come contrappesi di elicotteri e chiglie di yacht, ed è utilizzato anche nella costruzione di schermature contro le radiazioni, essendo molto più efficace del piombo. Gli ossidi impoveriti possono essere utilizzati anche come coloranti nell’industria del vetro e della ceramica.
Proprietà esplosive
L’ossido di uranio grezzo è altamente esplosivo e radioattivo, il che lo ha tradizionalmente reso utile come componente in alcune bombe e altri dispositivi detonanti. Non è sempre stabile e di solito deve essere usata una grande cura nel maneggiarlo, il che può renderlo un’opzione meno attraente rispetto alle alternative, molte delle quali sono più facilmente disponibili oggi. Durante la seconda guerra mondiale, si presume che le truppe naziste abbiano immagazzinato il composto, apparentemente per l’uso nelle bombe atomiche, e si ritiene che abbiano anche spedito grandi quantità di polvere ai loro alleati durante questo periodo.
Radiazioni e rischi per la salute
L’ampia esposizione a qualsiasi materiale radioattivo pone alcuni rischi per la salute e l’uranio e i suoi minerali non fanno eccezione. Respirare particolato di polvere e mangiare cibo che è entrato in contatto con l’ossido può causare una serie di problemi, i più immediati dei quali sono le difficoltà respiratorie tra cui il collasso polmonare e l’insufficienza d’organo. Scienziati e ricercatori che lavorano regolarmente con la sostanza sono anche generalmente incoraggiati a indossare indumenti e indumenti protettivi per evitare il contatto prolungato con le onde radioattive emesse dalla sostanza chimica. Gli effetti collaterali dell’esposizione di solito non sono immediati, ma possono includere lo sviluppo di problemi di salute avanzati, inclusi vari tipi di cancro.