El óxido de uranio es una forma de uranio elemental, un mineral radiactivo que se encuentra en la naturaleza. Aparece como un óxido como resultado de la exposición del mineral al oxígeno, a menudo en el aire, pero a veces como resultado de la manipulación química en un laboratorio. En su forma de óxido, es un polvo rugoso con una estructura cristalina, y a menudo es negro, gris o marrón amarillento; mucho depende de la naturaleza del suelo donde se extrajo y de otros factores ambientales. A veces también se le llama uraninita y formalmente se considera un «mineral» de uranio elemental. Es la principal fuente para la extracción comercial de uranio, que tiene varios usos como combustible y también como explosivo. Por lo general, se extrae de depósitos de vetas hidrotermales y rocas sedimentarias, como la arenisca, y también se puede recuperar como un subproducto de la extracción de oro y plata.
Propiedades básicas
El uranio es un elemento químico metálico que es débilmente radiactivo y tiene el peso atómico más alto de todos los elementos naturales. Es aproximadamente un 70% más denso que el plomo, pero tiene una densidad menor en comparación con el oro. El uranio tiene una amplia gama de aplicaciones tanto militares como civiles, sobre todo en tecnología nuclear debido a su capacidad para producir una reacción nuclear en cadena sostenida.
Procesamiento y oxidación
La primera etapa del procesamiento consiste en moler el mineral de uranio y agregar agua, hasta que alcance la consistencia del lodo. El sulfato férrico se utiliza para oxidar el mineral de uranio, que se disuelve en ácido sulfúrico. Este líquido rico en uranio se separa y se pone en contacto con perlas de resina especiales que absorben los iones de uranio. Se usa un lavado ácido para eliminar el elemento de las perlas, creando una solución que está muy concentrada.
Se combina un disolvente orgánico con la solución de uranio, que luego se mezcla con sulfato de amonio. Esto conduce a la precipitación de una sustancia conocida como diuranato de amonio, en esencia una mezcla de solución de óxido y amoníaco. Luego, el diuranato de amonio se espesa y se elimina de la solución usando filtros giratorios como una pasta amarilla. Luego, esta pasta se tuesta para eliminar cualquier rastro de amoníaco, dejando atrás óxido de uranio.
Producción de combustible enriquecido
El compuesto se puede procesar posteriormente en combustible enriquecido, que se sella en las barras de combustible de metal que se colocan en los reactores nucleares para producir el calor y el vapor necesarios para generar electricidad. Un subproducto de este proceso de enriquecimiento es el óxido de uranio empobrecido, que ya no es radiactivo. Debido a su alta densidad, una vez agotado se puede utilizar en aplicaciones donde deben caber grandes masas en espacios reducidos, como contrapesos de helicópteros y quillas de yates, y también se utiliza en la construcción de blindajes radiológicos, siendo mucho más eficaz que el plomo. Los óxidos empobrecidos también se pueden utilizar como colorantes en las industrias del vidrio y la cerámica.
Propiedades explosivas
El óxido de uranio crudo es altamente explosivo y radiactivo, lo que tradicionalmente lo ha hecho útil como componente en ciertas bombas y otros dispositivos detonadores. No siempre es estable y por lo general se debe tener mucho cuidado al manipularlo, lo que puede convertirlo en una opción menos atractiva que las alternativas, muchas de las cuales están más disponibles en la actualidad. Durante la Segunda Guerra Mundial, se alega que las tropas nazis almacenaron el compuesto, aparentemente para usarlo en bombas atómicas, y también se cree que enviaron grandes cantidades de polvo a sus aliados durante este tiempo.
Riesgos de radiación y salud
La exposición prolongada a cualquier material radiactivo plantea ciertos riesgos para la salud, y el uranio y sus minerales no son una excepción. Respirar partículas de polvo y comer alimentos que han estado en contacto con el óxido puede causar una serie de problemas, los más inmediatos son las dificultades respiratorias, incluido el colapso pulmonar y la insuficiencia orgánica. También se suele animar a los científicos e investigadores que trabajan regularmente con la sustancia a que usen ropa y equipo de protección para evitar el contacto prolongado con las ondas radiactivas que emite la sustancia química. Los efectos secundarios de la exposición no suelen ser inmediatos, pero pueden incluir el desarrollo de problemas de salud avanzados, incluidos varios cánceres.