scuola energia e ambiente

L’elemento e le sue proprietà

L’uranio venne scoperto nel 1789 da M. H. Klaproth analizzando il minerale petchblenda (ritenuto un ossido misto di ferro, zinco e tungsteno) a cui diede il nome di Urano per celebrare la scoperta, fatta in quegli anni, del nuovo pianeta del sistema solare. Nel 1789 venne scoperto anche lo zirconio, elemento di fondamentale importanza per la tecnologia dei reattori nucleari.
L’uranio, in condizioni standard, è un metallo radioattivo, duro, dal colore bianco-argenteo, malleabile e duttile. In natura è piuttosto diffuso ma è difficile trovarlo in concentrazioni elevate e in media è presente nella crosta terrestre in una proporzione di circa 3 grammi di uranio per tonnellata di crosta terrestre (chiamata anche parte per milione, ppm): poiché la crosta terrestre è stimata in 3×10¹⁹ tonnellate si hanno a disposizione circa 10¹³ tonnellate di uranio (10000 miliardi di tonnellate) quantità maggiore rispetto a quella dell’argento, dell’ oro o del molibdeno.
L’uranio è costituito da diversi isotopi (atomi dello stesso elemento chimico, con lo stesso numero atomico, ma con differente numero di massa) presenti in percentuale diversa nella crosta terrestre:

• ²³⁸U 99.2745%
• ²³⁵U 0.72%
• ²³⁴U 0.0055%

Esistono in natura circa 200 minerali conosciuti che lo contengono, rari allo stato isolato e più comunemente presenti in rocce di vario tipo, fra cui in particolare i graniti (rocce acide) e le rocce silicee; concentrazioni minori si hanno nei basalti nonché nelle rocce sedimentarie.
Usi dell’uranio
L’uranio, prima della scoperta dell’energia nucleare, venne utilizzato principalmente per colorare i vetri. Oggi l’uranio viene principalmente utilizzato come combustibile nelle centrali nucleari in cui il materiale fissile è costituito dall’isotopo ²³⁵U.
Un giacimento infinito?
Dopo aver individuato la presenza di uranio nella crosta terrestre, è necessario valutare un giacimento, ovvero individuare quante tonnellate di uranio contiene. Il giacimento deve essere considerato sfruttabile, altrimenti si potrebbe affermare che la crosta terrestre è un “enorme giacimento” perché in essa troviamo 3 grammi/tonnellata di uranio, ma non abbiamo a disposizione una tecnologia in grado di permetterne l’estrazione a costi contenuti.
Un giacimento di uranio viene detto sfruttabile una volta che è stato definito un limite economico, cioè una soglia che permetta una classificazione: la valutazione dei giacimenti è un problema di normativa internazionale.