Historia, transformación y aplicaciones del uranio, Guías, Proyectos, Investigaciones de Materiales

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ESCUELA SUPERIOR

POLITÉCNICA DE

CHIMBORAZO

INGENIERIA DE MATERIALES

Nombre: Jheison Ludeña Código: 2312

Welinton Huaraca 2266

URANIO  (^) El descubrimiento a finales del siglo XDI de la radioactividad del uranio, por A. J. Becquerel, y de la obtención del radio a partir de la pechblenda(una variedad masiva y probablemente impura de uraninita). por el matrimonio Curie, supone el inicio del procesado de los minerales de uranio desde su descubrimiento en 1789 por M.H. Klaproth. En esta época, los minerales de uranio tenían como principal interés la producción de radio. En dicho proceso, el uranio se consideraba como un subproducto relativamente indeseable, pues tan sólo tenía aplicación como agente colorante o sustituyendo a algún otro elemento en determinadas situaciones.

TRANSFORMACIÓN DEL URANIO ETAPAS

1. Preparación mecánica. La roca en bruto suele requerir para su manejo una preparación previa que asegure la liberación de los minerales de uranio, para que sean accesibles a los tratamientos químicos posteriores, lo que se consigue mediante una trituración y una molienda.
   2. Lixiviación. A parte de ser un método minero lo es también de tratamiento. a. Lixiviación in situ. Primera fase del tratamiento de extracción. b. Lixiviación dinámica. El mineral triturado hasta un tamaño manejable se mezcla con los líquidos lixiviantes y se agita mediante cualquier método, obteniéndose altos rendimientos en la disolución. c. Lixiviación estática. el mineral se dispone en pilas o montones –eras- realizadas sobre una base impermeabilizada; éstas son regadas con las soluciones lixiviantes, de naturaleza similar a las de la lixiviación dinámica, que se filtran a través de los montones disolviendo a su paso el mineral de uranio.
   3. Clarificación. Los procesos posteriores requieren líquidos claros, sin presencia de sólidos en suspensión; por ello es necesario que los líquidos provenientes de la lixiviación sufran un proceso de clarificación, no produciendo líquidos de igual calidad en todos los procesos de lixiviación; así,

4. Refino y purificación. Al disolver el uranio, se disuelven otras sustancias que deben separarse necesariamente, como por ejemplo, el hierro. Para ello, se recurre al intercambio iónico, que puede hacerse con resinas o con disolventes orgánicos.

5. Precipitación. Consiste en pasar el uranio a una sal insoluble para que se decante y se pueda separar el sólido del líquido. Esto se efectúa dando lugar a que el uranio pase a su forma tetravalente, en la que no es soluble; se realiza ajustando el pH a unos valores próximos a 7, normalmente mediante amoniaco y esto da lugar al diuranato amónico que es un sal de un vivo color amarillo. El sólido se suele separar mediante filtros de vacío que producen una especie de torta, que recibe el nombre de yellow cake.

PROCESO DE ENRIQUECIMIENTO DEL URANIO  (^) El isótopo de Uranio utilizado como combustible en las centrales nucleares es el U-235.  (^) Para producir este combustible, el uranio natural es separado en dos porciones. La porción combustible, que tiene más U-235 de lo normal, se denomina uranio enriquecido, ya que su concentración aumenta del 0,7 % que posee en la naturaleza hasta valores del 2%-3%.  (^) La porción sobrante, con menos U-235 de lo normal, se denomina uranio empobrecido. Ambos, son químicamente idénticos, diferenciándose únicamente por el grado de radiactividad que presentan.  (^) El uranio empobrecido es un subproducto que se genera al enriquecer el uranio, es considerablemente menos radiactivo

GRADOS DE ENRIQUECIMIENTO  (^) Uranio ligeramente enriquecido: Concentración de U-235 Entre 0,9 % y 2 %, Combustible de uranio natural en algunos reactores de agua pesada.  (^) Uranio de bajo enriquecimiento: uso en los reactores de agua ligera, reactores para investigación 12 al 19% de U-235.  (^) Uranio altamente enriquecido: Uranio fisible para armas nucleares.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE URANIO ENRIQUECIDO  (^) Difusión térmica: El proceso se beneficia del hecho de que las más ligeras moléculas de gas del 235-U, se difundirán hacia la superficie caliente, mientras que las más pesadas del 238-U, lo harán hacia la superficie más fría.  (^) Gas centrifugado: El gas de uranio se insufla en una centrifugadora que gira a gran velocidad. La fuerza centrífuga empuja el uranio 238 más pesado hacia afuera y cae al fondo del tanque. El uranio 235 queda en el centro. El calor que irradia el motor hace que el gas lo eleve.  (^) Centrifugado rápido(ZIPPE): El gas de uranio se insufla en una centrifugadora que gira a gran velocidad. La fuerza centrífuga empuja el uranio 238 más pesado hacia afuera y cae al fondo del tanque. El uranio 235 queda en el centro. El calor que irradia el motor hace que el gas lo eleve.

MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE URANIO ENRIQUECIDO  (^) Procesos aerodinámicos: Este proceso de separación aerodinámica, se basa en la difusión provocada por gradientes de presión, tal como en el proceso del gas centrifugado, y de hecho, el proceso aerodinámico puede ser considerado un centrifugado no rotativo.  (^) Separación electromagnética: Se utiliza el hecho de que las partículas cargadas son desviadas en un campo magnético y la cantidad de deflexión depende de la masa de la partícula. Es muy caro para la cantidad producida, ya que tiene un rendimiento muy bajo, pero puede permitir que se alcance un grado de pureza muy alto.  (^) Separación por láser: En este método un láser está sintonizado a una longitud de onda que excita solamente un isótopo del material e ioniza los átomos preferentemente. Después de que el átomo este ionizado se puede quitar de la muestra mediante la aplicación de un campo eléctrico. Este método es a menudo abreviado como AVLIS (separación de isótopos de vapor atómico por láser).

LA FISIÓN NUCLEAR  (^) el uranio 235 normalmente se fisiona al ser bombardeado por neutrones emitiendo a su vez nuevos neutrones que pueden originar una reacción en cadena. La fisión del uranio 235 es conocida desde 1937. La reacción en cadena fue puesta en práctica por Fermi quien en 1942 fabricó, en los vestuarios del estadio de fútbol de la Universidad de Chicago, una pila nuclear. Sin embargo en la Tierra ya se había producido reacciones en cadena durante miles de año liberando probablemente mucha mas energía que todas las centrales nucleares actuales juntas.

PROCESO DE FISIÓN DE UN ÁTOMO DE URANIO 235 POR COLISIÓN DE UN NEUTRÓN

APLICACIONES DEL URANIO  (^) El uranio natural o agotado del isótopo fisionable U235 se emplea en el blindaje de los contenedores de almacenamiento y transporte de materiales radiactivos.  (^) El U238 se convierte en plutonio en los reactores denominados reproductores. El plutonio puede ser usado en reactores nucleares o en la fabricación de armas nucleares.  (^) Algunos accesorios luminosos utilizan uranio del mismo modo que lo hacen ciertos productos químicos fotográficos (nitrato de uranio).  (^) El uranio en estado metálico es usado como blanco para generar rayos X.  (^) Su alto peso atómico hace que el U238 pueda ser utilizado como un eficaz blindaje contra las radiaciones de alta penetración.

Beneficios en la medicina:

La medicina también se ha beneficiado

de las técnicas nucleares, debido a su

uso en los campos del diagnóstico, la

obtención de imágenes y el tratamiento

del cáncer, además de curar ciertas

enfermedades de tiroides, hígado y

metabolismo, entre otras muchas. De

hecho, la medicina moderna no podría

concebirse sin la radiología con fines de

diagnóstico y la radioterapia.

Desventajas del Uranio Algunas de las desventajas de este metal son: Al ser un elemento radiactivo su manipulación es complicada. Su mal utilización tiene riesgos de accidentes nucleares. Es un contaminante masivo en el cual de acumula en el medio ambiente envenenando todo a su alrededor. Causa mutaciones en fetos.

Es esencial este elemento químico en

nuestras vidas?

Este en nuestra sociedad es utilizado principalmente en fábricas e industrias que buscan el obtener combustibles para así utilizarlos en reactores nucleares. Así como también es utilizado para los estabilizadores de aviones, satélites, la fabricación de cristales o la fabricación de rayos luminosos, rayos X, etc.

 CONCLUSIONES: Ahora ya sabemos que el Uranio es un elemento esencial en nuestras vidas, el cual tiene grandes beneficios en nuestras vidas, pero al igual grandes riesgos. Desde la radiación utilizada en los tratamientos a pacientes con cáncer hasta catástrofes nucleares. Este lleva un número atómico de 92 y que sus números de oxidación son 6, 5, 4 y 3 y que es un metal. Pero esto nos lleva a la siguiente pregunta: ¿En realidad este elemento es del todo un peligro en nuestra sociedad? Y la respuesta es sí, es un gran peligro, pero también es la salvación de otras personas, es increíble la cantidad de vidas que ha salvado este metal. Desde las radioterapias hasta los Rayos X, la fabricación de estabilizadores de aviones, satélites, la fabricación de cristales y rayos luminosos y como combustibles en reactores nucleares. Este metal ese extraído de forma natural en pequeñas proporciones encontradas en las rocas de la corteza terrestre y en algunas ocasiones en lugares que dan a posibles minas.