13 diciembre 2006

Enriquecer uranio

Antes de nada advertir que aunque esta entrada es más que interesante por su relación en varios temas (política, economía, ciencia, ética, etc.) es más largo que la media de entradas aunque no creo que se tarde más de 4-5 minutos en leerlo.

Para desarrollar tecnología nuclear, de momento la solución más factible pasa por enriquecer uranio. ¿Pero que quiere decir enriquecer y por que hay tanta polémica entorno a este tema?.

El uranio que se extrae de las minas se encuentra en forma de un oxido de Uranio U3O8

Sin embargo los átomos de uranio que hay en esa molécula no son todos iguales. La diferencia está únicamente en el número de neutrones (para que un átomo sea Uranio y no cualquier otro elemento debe tener 92 protones en su núcleo, así que si un átomo es uranio tiene 92 protones). Pero, como hemos dicho, el número de neutrones puede variar, estas variaciones se llaman isótopos. Para lo que viene es importante recordar que el número de neutrones es igual al número másico menos el número de protones.

En la naturaleza, en el momento actual hay principalmente 3 isótopos. El U238, el U235 y el U234 cada uno con 146 (=238-92=146), 143, 142 neutrones respectivamente. Las proporciones de abundancia actuales son 99,27%, 0,72%, 0,0055%. Esto es así porque el 238 es el más estable y por lo tanto es el que menos se desintegra.

Para que un reactor normal funcione no puede utilizar el uranio que le viene de la mina tal cual, con una proporción tan baja de U235. Necesita que esa proporción sea de entre 3-5%. Subir la proporción del isótopo 235 es enriquecer Uranio.

Aquí es donde está todo el tema. ¿Cómo se enriquece uranio? El uranio 235 y el 238 son químicamente iguales. No se como explicar esto pero pondré un ejemplo. Cuando bebes agua H2O no todas las moléculas tienen átomos del isótopo H-1 del hidrógeno hay algunos que tienen H-2 (es decir, con un neutrón más), pero cuando las ingieres tu cuerpo no las diferencia, procesa esa molécula de agua exactamente igual que cualquier otra, porque las dos tienen átomos de hidrógeno.

La única diferencia que hay entre un átomo U238 y U235 es que el U238 es ligeramente más pesado. Así que lo que se hace es transformar el U3O8 (sólido) en UF6 (gas). Ahora al estar los átomos de uranio en una molécula que es un fluido podemos utilizar una de sus propiedades que es que el fluido más pesado está abajo y el más ligero arriba (como en un globo, donde gracias al aire caliente se asciende). Sin embargo y en contra de lo que pudiese parecer este es un proceso difícil y caro que se lleva a cabo mediante miles de pequeñas centrifugadoras.

Este proceso demanda una gran cantidad de energía, tanta que parte de el uranio enriquecido se utiliza para alimentar un reactor nuclear cuyo único fin es básicamente proporcionar energía a la fábrica.

Una vez enriquecido, se transporta a una central nuclear donde se hace reaccionar, produciendo una cantidad espectacular de energía.

No obstante esto no acaba aquí, después de las reacciones nucleares, el uranio ya no es uranio, se ha transformado en otro elemento (es como si un átomo de hierro se convirtiese en uno de oro). Este otro elemento no es siempre el mismo y depende de la reacción, sin embargo uno de los que se producen es el plutonio. Este elemento es especialmente peligroso y no sólo debido a la contaminación radiactiva sino porque permite desarrollar armamento nuclear.

Hay otras formas de desarrollarlo, por ejemplo utilizando uranio muy enriquecido, etc. pero todas pasan por el enriquecimiento de uranio.

No se puede evitar que un país obtenga uranio, en muchos países hay uranio, y se podría extraer. Pero el uranio en si es "inofensivo". Por lo tanto evitando el enriquecimiento de uranio se evita que un país desarrolle tecnología nuclear ya que no puede fabricarlo, y se puede evitar que lo compre porque hay pocas fabricas de enriquecimiento (todo el uranio enriquecido que se utiliza en España se enriquece en Francia).

Aún así si ese país empieza a construir una fabrica para enriquecer uranio, tardará años en finalizarla además de ser muy costoso. Por eso una de las estrategias planteadas por EEUU para que Irán no desarrolle tecnología nuclear es atacar en este punto.

Pero esto plantea un nuevo problema, si un país quiere obtener energía nuclear, para proporcionar electricidad a sus habitantes e industria, no puede hacerlo si no dispone de uranio enriquecido.

Supongamos que por los motivos que fuese España fuese sospechosa de querer amenazar a otros países con armas nucleares. De ser así no dispondría de uranio enriquecido, quedándose de golpe sin el 23% de la energía producida en el país. O lo que es lo mismo una de cada 4 viviendas e industrias no tendría podría usar neveras, luz artificial, etc. Y todo por una sospecha que podría ser falsa.

Y por eso la polémica, como a priori no se puede saber, hay dos posibilidades:
  • Dejar que un país enriquezca uranio, y pueda beneficiarse de la energía nuclear. Aunque es posible que desarrolle armas nucleares.


  • Evitar que lo haga, y impedir la amenaza. Aunque obligando a su población e industria a padecer déficit energético.

5 comentarios:

Alex dijo...

Bueno, si no tienes energia nuclear, no crearla no te supone un déficit energético, no? Lo digo porque, en españa mismo, hace unos años no teníamos energia nuclear y funcionabamos igual. Es decir, que a un país sin plantas nucleares, si se las quitan... tampoco pasa nada...

Lo de enriquecer el uranio se hacía a base de bombardearlos con neutrones, no?
Ya puestos podrías explicar la reacción en cadena que se produce (al explotar una bomba atómica), es un tema bastante interesante... además de las fases después de la explosión...Por ejemplo: sabías que cuando explota una bomba nuclear, antes de que la onda de choque destroce cualquier vivienda, estas se incendian debido al calor desprendido a x kilometros??

Oye, no he pillado lo del U308 y UF06... no sé si es un error tipográfico, pero es que no se menciona en el resto del texto...
También hay un error tipográfico al final del texto

Proximo.xv dijo...

No, como he dicho la formahabitual de entriquecer uranio es centrifugando el uranio natural.

La activación del uranio, si se produce por "bombardeo de neutrones".

Ahora miro los errores. ZenKiu

Proximo.xv dijo...

Por cierto en el comentario anterior donde digo "centrifugando el uranio natural" se entiende que es "centrifugando uranio (con el porcentaje de enriquecimiento) natural"

Ya he corregido lo del oxido de uranio y el fluoruro de uranio.

Lo del déficit es la diferencia entre lo que entra y lo que sale. Si un país necesita 100 MW, los necesita independientemente de que los genere en su territorio o no. Si España pierde las nucleares, comprará energía a Francia.

Si un país no se le dejan construir centrales nucleares tiene varias opciones más pero las renovables de momento no dan abasto, las térmicas te impiden cumplir con el protocolo de Kioto, además de que generarla es más cara.

Y resulta que bajo tus pies tienes un mineral que te puede dar una energía tremenda por unidad de peso. 3,3 millones de veces más alta.

Es decir si quemas 1 kilo de carbón tienes 6,9 kWh pero si fisionas 1 kg de uranio tienes 22.770.000 kWh

Pero como no te dejan usarlo y sigues necesitando energía, tienes que comprarla a otro país.

En el peor de los casos ese país no te la quiere vender y no puedes satisfacer la demanda. Así que no compras una nevera que no podrás enchufar y es "como si estuviese parada"

No se si me acabo de explicar...

Gustavo de Abreu dijo...

Ojala alguien en la faz de la tierra descubra como hacer la fusion nuclear de una forma fácil.. de no tener que llegar a temperaturas tan altas como se necesita.. de algún tipo de fusion en frio.. asi tendriasmos considerablemente un superhábit de energia en el mundo.. ya que la fusión nuclear genera mucha más energía que la fisión y sin productos radiactivos(genera, pero no son peligrosos).
Si nos ponemos a comparar sería muy rentable.. ojala alguien descubra cómo hacela..
Saludos desde Uruguay.

Anónimo dijo...

No entiendo nada!!!!