Concetti Chiave
- L'uranio, con simbolo U e numero atomico 92, è un elemento scoperto nel 1789 da Klaproth nella pechblenda, la sua principale fonte mineraria.
- Il processo di estrazione dell'uranio dalla pechblenda coinvolge la trasformazione in uranato di sodio e ammonio, seguito dalla riduzione a metallo.
- Chimicamente reattivo, l'uranio si ossida facilmente e si combina con elementi come cloro, zolfo e azoto.
- L'uranio fu il primo elemento per cui fu scoperta la radioattività, con isotopi come l'uranio 238 che originano famiglie radioattive.
- L'arricchimento dell'uranio, per aumentare l'uranio 235, si effettua tramite diffusione gassosa, un processo costoso e tecnologicamente complesso.
L’uranio è l’elemento chimico di simbolo U, numero atomico 92 e di peso atomico 238,03. Venne scoperto nel 1789 da Klaproth nella pechblenda (U3O8) che è il principale minerale da cui si estrae l’uranio. Molto più rari sono la carnotite e l'autunite. Nel trattamento della pechblenda, relativamente complessa, l’uranio viene trasformato in uranato di sodio e successivamente in uranato di ammonio. Questo viene purificato e poi trasformato nell’ossido UO2 o nel tetrafluoruro volatile UF4. Il fluoruro si riduce infine a metallo con magnesio o con calcio.
È un solido dal tipico aspetto metallico, molto simile al ferro, È dotato di una grande reattività chimica, si ossida con facilità e brucia per riscaldamento. Si combina più o meno facilmente col cloro, con lo zolfo, con l'azoto. Si conoscono numerosi ossidi di uranio, e i più comuni sono: il biossido UO2, l'ossido salino, od ottaossido di triuranio, U3O8, e il triossido UO3,
L'uranio fu il primo elemento di cui H. Becquerel scoprì la radioattività. L'elemento naturale è costituito da tre isotopi; il più abbondante dei tre, l'uranio 238, si disintegra dando origine alla famiglia radioattiva del radio, mentre dall'uranio 235 deriva quella dell'attinio. Se un campione di uranio contiene più dello 0,7202% di uranio 235, viene considerato uranio arricchito. 
Il processo di arricchimento dell'uranio, inteso ad aumentare la percentuale dell'uranio 235 contro quella dell'uranio 238 rispetto alle condizioni con cui si estraggono in natura, si basa su due metodi. Il metodo della diffusione gassosa consiste nel far passare l'esafluoruro di uranio ottenuto dopo vari procedimenti dall'uranio estratto, attraverso migliaia di setti porosi (barriere); nella fase di attraversamento l'uranio 238 più pesante è trattenuto più facilmente dai setti porosi che non il 235, più leggero. Perciò dopo un numero sufficientemente elevato di setti si è in grado di ottenere una buona separazione fra l'uranio 235 e quello 238, cioè una buona “purificazione” dell'uranio 235. Gli elevati costi che questo processo comporta sono da addebitare alla complessità tecnologica degli impianti per la diffusione gassosa.
Domande da interrogazione
- Qual è il processo di arricchimento dell'uranio e perché è costoso?
- Quali sono i principali isotopi dell'uranio e le loro caratteristiche radioattive?
- Come viene trasformato l'uranio durante il trattamento della pechblenda?
Il processo di arricchimento dell'uranio si basa principalmente sul metodo della diffusione gassosa, che separa l'uranio 235 dall'uranio 238 utilizzando setti porosi. È costoso a causa della complessità tecnologica degli impianti necessari per questo processo.
L'uranio naturale è composto da tre isotopi, con l'uranio 238 che si disintegra formando la famiglia radioattiva del radio, mentre l'uranio 235 dà origine a quella dell'attinio. L'uranio arricchito contiene più dello 0,7202% di uranio 235.
Durante il trattamento della pechblenda, l'uranio viene inizialmente trasformato in uranato di sodio, poi in uranato di ammonio, che viene purificato e convertito in ossido UO2 o in tetrafluoruro volatile UF4, infine ridotto a metallo con magnesio o calcio.
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