L' uranio impoverito è l' uranio la cui composizione isotopica ha una bassa abbondanza di isotopi leggeri, tra lo 0,2 e lo 0,4% di 235 U (l'uranio naturale ha un contenuto dello 0,7204% in 235 U). È un sottoprodotto degli impianti di arricchimento dell'uranio o degli impianti di trattamento del combustibile esaurito .
Le proprietà chimiche (in particolare la tossicità chimica) non cambiano con la composizione isotopica.
La radioattività di impoverito uranio è inferiore a quella dell'uranio naturale, a causa della minore incidenza di isotopi leggeri 234 U e 235 U , che hanno una breve emivita di quello dell'isotopo 238 U. L Come uranio impoverito non ha un composizione definita, non è possibile darne una caratterizzazione precisa, le sue proprietà possono essere in qualsiasi punto tra l'uranio naturale e l' uranio 238 . Inoltre, per la cronaca, l'uranio impoverito si pone progressivamente in equilibrio secolare con i componenti della sua catena di decadimento , il che aumenta progressivamente l'attività radioattiva di un uranio impoverito inizialmente ipotizzato chimicamente puro (di un fattore quattro su scala secolare) .
L'uranio naturale è relativamente diffuso nella crosta terrestre , specialmente nei terreni granitici e sedimentari. La concentrazione di uranio in queste rocce è dell'ordine di 3 g / tonnellata .
La catena di decadimento dell'uranio 238 mostra la catena di decadimenti successivi che tale isotopo subirà trasformare, nel tempo, in un elemento stabile , 206 Pb piombo . Ogni decadimento trasforma l'isotopo in un nuovo elemento e vede l'emissione di un α particella (un nucleo di elio ) o β - (un elettrone).
L'uranio è stato prodotto da tre diverse vie, ciascuna delle quali porta a diverse composizioni isotopiche (e radiotossicità ).
La prima produzione storica di uranio impoverito è stata quella di centrali nucleari funzionanti ad uranio naturale, del tipo CANDU , UNGG o RBMK , inizialmente destinate alla produzione di plutonio per scopi militari (poi per la produzione di energia elettrica). Dopo il trattamento del combustibile nucleare esaurito che consente la separazione chimica del plutonio , dei prodotti di fissione e di altri attinidi , l'uranio non consumato nell'impianto viene rielaborato uranio . Il suo livello di isotopo 235 è dell'ordine dello 0,2%, che varia a seconda del tasso di combustione del combustibile esaurito. Successivamente, l'uranio ritrattato è stato prodotto anche riprocessando il combustibile formato dall'uranio arricchito , il cui tasso isotopico è più elevato (dell'ordine dello 0,4%). Questo uranio contiene tracce di prodotti di fissione, ma anche isotopi U-234 e U-236, molto più radioattivi, che non possono essere separati chimicamente dal resto dell'uranio. Il numero delle operazioni di riciclo è limitato dal progressivo accumulo nell'uranio ritrattato degli isotopi U-234 e U-236 presenti nel combustibile esaurito, non fissili e per di più altamente radioattivi.
L' arricchimento dell'uranio da uranio naturale è stata poi sviluppata per produrre uranio arricchito necessaria per bombe atomiche e per centrali nucleari per acqua pressurizzata o acqua bollente . L'impianto di arricchimento separa l'uranio in due flussi, uno arricchito in isotopo 235 (che è il prodotto desiderato), e l'altro impoverito, quindi contenente meno uranio 235 (e praticamente più uranio 234). Dopo la separazione isotopica , l'uranio rimane un sottoprodotto del processo. Viene scartato con un tasso isotopico dell'ordine dello 0,2% -0,3%, ottimo economico del processo in funzione del rapporto tra il costo dell'uranio naturale e quello dell'unità di lavoro di separazione .
Infine, l' uranio ritrattato può essere esso stesso arricchito, al posto dell'uranio naturale, per recuperare l'uranio 235 in esso contenuto se le condizioni economiche rendono questa operazione interessante. L'arricchimento isotopico tende a separare l'U-234 dalla frazione arricchita, ma l'U-236 più pesante tende a rimanere con il componente esaurito. Questa concentrazione di isotopo radioattivo rende l'uranio impoverito ritrattato molto più pericoloso in termini di radiotossicità rispetto alla sua controparte ottenuta dall'uranio naturale.
Questo uranio impoverito non può essere utilizzato nei reattori nucleari attuali, ma può essere utilizzato come combustibile in allevatore reattori .
Inventario globale dell'uranio impoverito
Nazione | Organizzazione | Stock UA (tonnellate) | Datato |
---|---|---|---|
stati Uniti | DOE | 480.000 | 2002 |
Russia | FAEA | 460.000 | 1996 |
Francia | Areva NC | 315.000 | 2017 |
UK | BNFL | 30.000 | 2001 |
Germania | URENCO | 16.000 | 1999 |
Giappone | JNFL | 10.000 | 2001 |
Cina | CNNC | 2.000 | 2000 |
Corea del Sud | KAERI | 200 | 2002 |
Sud Africa | NECSA (en) | 73 | 2001 |
TOTALE | 1.188.273 |
Uso nucleare: l'uranio impoverito può essere trasformato in ossido di uranio venduto come combustibile per reattori a neutroni veloci .
In Russia, Atomenergoprom ha annunciato alla fine del 2009 l'avvio a Zelenogorsk (regione di Krasnoyarsk ) da parte di una delle sue controllate associate ad AREVA e sulla base del processo Areva NC di una prima unità per la conversione dell'uranio impoverito (DUF) in carbonio biossido di uranio 238 UO 2 ( attese 10.000 t / anno ).
Uso non nucleare: l'uranio impoverito è ora utilizzato per quasi tutti gli usi non nucleari dell'uranio perché le sue proprietà fisiche sono molto simili a quelle dell'uranio naturale.
L'alta densità ( 19.050 kg m −3 ) dell'uranio impoverito e il suo costo relativamente basso lo rendono preferito rispetto ad altri metalli di densità simile ( osmio 22.610 kg m −3 ; iridio 22.562 kg m −3 ; platino 21.090 kg m −3 ; renio 21.020 kg m −3 ; oro , 19.300 kg m −3 ; tungsteno 19.250 kg m −3 ) per alcune applicazioni, nonostante la sua tossicità .
È anche piroforico , cioè può, in forma finemente suddivisa, accendersi spontaneamente a temperatura ambiente.
Tra le principali applicazioni:
In passato, l'uranio impoverito fungeva da contrappeso nelle parti mobili della coda e delle ali degli aerei, prima di essere soppiantato in questo uso negli anni '80 dal tungsteno . Troviamo, ad esempio, poco meno di 400 kg di UA nelle prime versioni del Boeing 747 .
L'idea di utilizzare l'uranio impoverito come "penetratore" risale alla seconda guerra mondiale, quando Albert Speer, ministro degli armamenti del Reich, lo impiegò a causa della carenza di tungsteno. La densità dell'uranio lo rende un buon candidato come materiale per un guscio di freccia usato come munizione anticarro. Inoltre, l'uranio polverizzato dall'impatto presenta caratteristiche piroforiche , che aggiungono alla sua capacità di penetrazione una capacità incendiaria che di solito fa esplodere il suo bersaglio.
Prima guerra del Golfo del 1990Le munizioni all'uranio impoverito furono usate dagli Stati Uniti durante la prima guerra del Golfo in Iraq (1990-1991). Si stima che tra le 320 e le 800 tonnellate siano state sparate contro le truppe irachene durante il loro ritiro dal Kuwait .
Guerra del Kosovo dal 1998La NATO ha consegnato al rapporto delle Nazioni Unite, fornendo le mappe dei siti di bombardamento, specificando che ha utilizzato nella guerra in Kosovo (Marzo 1998 - Giugno 1999) munizioni all'uranio impoverito, principalmente in oltre 100 missioni di bombardieri A-10 statunitensi , facendo cadere 31.000 munizioni all'uranio impoverito.
Guerra in Iraq dal 2003Durante la guerra in Iraq (Marzo 2003 - dicembre 2011), fin dai primi mesi di guerra, gli Stati Uniti hanno utilizzato bombe all'uranio impoverito nelle aree urbane. Sono state sganciate centinaia di tonnellate di munizioni all'uranio impoverito.
Sospetti collegamenti a nuove condizioni medicheUna sindrome della Guerra del Golfo e una sindrome dei Balcani sono state addebitate ai possibili effetti dell'uso di armi all'uranio impoverito. Le sindromi invocate variano a seconda che riguardino la popolazione ( leucemie , malformazioni congenite nei bambini, cancro al seno , ecc .)> O combattenti (stanchezza cronica, perdita di memoria, ridotte capacità respiratorie, ecc.). Questa imputazione viene utilizzata in modo controverso per chiedere il divieto di questo tipo di munizioni a livello internazionale, sostenendo in particolare che in quanto l'uranio deve essere considerato tossico (radiologico o chimico) il suo uso deve essere considerato illegale. legge internazionale. Anche le richieste di risarcimento dei veterani si basano su queste affermazioni.
Alcune fonti mettono in dubbio la pericolosità dell'uranio impoverito: affermano che i sintomi descritti non concordano con gli effetti nocivi dell'uranio così come sono conosciuti; e inoltre, che tali sintomi siano segnalati per le persone che non sono rimaste nelle zone di tiro. L'esame in loco dei siti interessati da questi scioperi individuerebbe, secondo queste fonti, solo un lieve aumento della radioattività, a volte anche non rilevabile, che è tuttavia contestata da molte altre testimonianze (in numerosi documentari prodotti sulle armi all'uranio, si vede che la radioattività nelle aree contaminate, ad esempio in Iraq, spesso supera i 100 microSievert l'ora e può raggiungere fino a 4 milliSievert l'ora nei carri armati distrutti da queste armi). L'attuale posizione di tutti gli enti pubblici, interni o internazionali, interessati a questo tema è molto chiara e costantemente ribadita: “Non ci sono attualmente prove che l'esposizione agli effetti dell'uso di munizioni all'uranio impoverito rappresenti un rischio significativo per la salute dei il personale delle forze a guida NATO o la popolazione civile nei Balcani. Va tuttavia notato che il Belgio ha vietato l'uso di armi all'uranio impoverito nel 2007 (legge "Mahoux") e ha persino vietato gli investimenti nelle società che producono queste armi. Si afferma anche che i disturbi riportati nei veterani sarebbero piuttosto attribuiti allo stress e che i sintomi considerati non sarebbero necessariamente statisticamente significativi, ma questo può essere messo in dubbio perché l'Iraq, un paese in cui sono state utilizzate armi all'uranio impoverito. , ha i più alti tassi di leucemia e linfoma nel mondo (l' Afghanistan , un altro paese pesantemente bombardato, è a un livello abbastanza vicino), secondo le statistiche dell'OMS nel 2009.
Leucemie e linfomi sono due tipi di cancro che si sono manifestati abbastanza frequentemente in aree contaminate da armi all'uranio perché potrebbero svilupparsi attorno a polveri inalate o ingerite a causa di colpi alfa dalla fonte, compreso il coefficiente di efficienza biologica relativa è molto alto. È stato infatti dimostrato che una piccola parte dell'energia di decadimento delle particelle alfa è concentrata sulle poche cellule immediatamente adiacenti alle sorgenti emittenti ingerite o inalate, il che porta ad infliggere localmente su di esse dosi "estremamente elevate" di radiazioni. Ciò è confermato dal Manuale NATO sugli aspetti medici delle operazioni difensive NBC AmedP6 (B), capitolo 506 sulle radiazioni alfa, che riconosce che "dosi estremamente elevate di radiazioni possono essere trasferite nelle poche cellule immediatamente adiacenti alla sorgente. Radiazioni alfa. ". Sembrerebbe che l'impatto sulla salute degli emettitori alfa sia stato notevolmente sottovalutato. Uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Conflict and Health ha dimostrato che l'uranio si trova spesso nei capelli dei genitori di bambini malformati a Fallujah. Si noti anche l'articolo "Danno ossidativo al DNA catalizzato dall'uranio impoverito: assenza di decadimento significativo delle particelle alfa" pubblicato nel Journal of Inorganic Biochemistry, che conclude dicendo che la contaminazione da uranio può indurre lesioni cancerose.
Dagli anni '60 , a causa della sua densità, l'uranio impoverito è stato utilizzato come contrappeso sulle code, sulle superfici di controllo e sugli alettoni degli aerei civili. Quando è intatto, la sua radioattività α e β si propaga solo a breve distanza, non è considerato pericoloso. D'altra parte, quando viene inalato sotto forma di polvere o aerosol durante un incendio o un incidente, i sopravvissuti, le squadre di soccorso ei vicini possono essere contaminati. È successo in Europa durante i disastri aerei:
La radiotossicità dell'uranio impoverito dipende molto dalla sua fonte di origine:
Documento NATO AASTP-1 del 25 agosto 1992osserva che "l'inalazione di forme di uranio insolubili nei fluidi corporei può creare uno stato [della materia] in cui l'effetto radiologico supera l'effetto della tossicità chimica". Tuttavia, per gli ossidi metallici di uranio, è piuttosto la forma insolubile che prevale. E l'uranio è un metallo pesante che indugia a lungo negli organi del corpo e può raggiungere le ossa o il cervello. Può circolare anche prendendo in prestito i nervi ... Può rimanere nel corpo per diversi anni ed è quindi libero di infliggere alte dosi di radiazioni.