¿Qué es el uranio?

Existen tres isótopos naturales del uranio: el uranio 234 (U 234), el uranio 235 (U 235) y el uranio 238 (U 238). El U 238 constituye un 99 % del uranio natural del planeta. Otro de los isótopos, el U 235, constituye tan solo el 0,72 % del uranio en su estado natural. Para poder fabricar combustible nuclear es necesario aumentar artificialmente la concentración de U 235 mediante un proceso denominado “enriquecimiento”. Solo los reactores CANDU del Canadá emplean uranio no enriquecido.

El enriquecimiento de uranio es un proceso por el que se aumenta la proporción del isótopo U 235 del 0,72 % hasta, como máximo, el 94 %.

El uranio con una proporción de U 235 inferior al 20 % se denomina “uranio poco enriquecido” (UPE). La mayoría de los reactores comerciales emplean UPE con una concentración de U 235 inferior al 5 %. El UPE no se degrada y puede almacenarse de forma segura durante muchos años.

Por otro lado, el uranio que supera el 20 % de U 235 en su composición se denomina “uranio muy enriquecido” (UME) y se emplea en los reactores de propulsión naval (por ejemplo, en submarinos), armas nucleares y ciertos tipos de reactores de investigación.

Existen diferentes métodos de enriquecimiento del uranio. El proceso suele comenzar convirtiendo el concentrado de uranio (torta amarilla) a un estado gaseoso (hexafluoruro de uranio). Este gas se dirige a cilindros que giran a gran velocidad en los que, por acción de la fuerza centrífuga, los átomos más pesados de uranio, como los de U 238, son propulsados hacia las paredes y los átomos más ligeros, como los de U 235, permanecen en la parte central. Tras separar de esta manera los isótopos, se extrae gas con una concentración mayor de U 235. El proceso se repite hasta lograr un gas con la proporción deseada de U 235, que posteriormente se convertirá en un polvo de color negro (dióxido de uranio).

En el siglo XX se solían extraer rocas que contenían uranio (menas) de minas a cielo abierto o subterráneas. A continuación, se trituraban y refinaban para separar el uranio de los demás componentes.

Durante el siglo XXI, este método ha sido remplazado poco a poco por la “lixiviación in situ”. Si bien en el año 2000 solo el 16 % del uranio se extraía con esta técnica, en 2020 esa proporción ya rondaba el 58 %.

Durante la lixivación in situ se inyecta agua mezclada con otras sustancias a los depósitos subterráneos de uranio para extraer este elemento de la roca y bombearlo hasta la superficie. Este líquido se transforma más tarde en la “torta amarilla”.

La extracción de uranio es tan solo el primer paso de un proceso denominado “ciclo del combustible nuclear”.

El ciclo del combustible nuclear es un proceso industrial, conformado por varias etapas, cuyo fin es producir electricidad a partir de uranio. Comienza con la prospección de yacimientos, seguida por la extracción y el tratamiento de las menas de uranio. A continuación, se realizan procesos adicionales —como el enriquecimiento— para la fabricación del combustible nuclear. Una vez irradiado en los reactores, el combustible gastado se almacena hasta que su temperatura disminuya lo suficiente para transportarlo a su lugar de disposición final o reciclado.

Encontrará información detallada sobre el ciclo del combustible nuclear en este enlace.

Durante su transformación en combustible nuclear, el uranio pasa por los estados sólido, líquido y gaseoso. Parte de la mena de uranio, un sólido, se disuelve en un líquido que se extrae durante la lixivación in situ, que después se solidifica para preparar la “torta amarilla”, que a su vez se sublima a hexafluoruro de uranio. Dicho gas se centrifuga y se convierte en dióxido de uranio, una sustancia negra con una textura similar al polvo, que seguidamente se comprime y se expone a temperaturas elevadas para fabricar pastillas de combustible. Estas pastillas se insertan en tubos de metal que conforman los conjuntos combustibles, la principal fuente de combustible de los reactores nucleares.

El combustible nuclear gastado puede reciclarse en plantas especializadas que producen un combustible nuclear denominado “uranio reprocesado”.  

El uranio empobrecido tiene una proporción de U 235 inferior al 0,7 %. Se trata de un subproducto del enriquecimiento de uranio y es menos radiactivo que el uranio natural. Puede constituir un desecho radiactivo de actividad baja o emplearse en la fabricación de combustible MOX (un combustible nuclear obtenido de la mezcla de óxidos de uranio y plutonio).

Habitualmente estamos expuestos a una dosis de radiación anual de 1 µSv por la ingesta o inhalación de uranio; un vuelo de Lima a Madrid, en cambio, nos expone a una dosis de radiación cósmica de 58,8 µSv. Además, estamos expuestos a una dosis anual de radiación de 120 µSv por la ingesta o la inhalación de productos del decaimiento del uranio, como el radio 226 y sus derivados en el agua, el radón 222 en las viviendas y los lugares de trabajo, y el polonio 210 en el humo de cigarrillo. En lo que respecta a la ingesta de uranio contenido en los alimentos y el agua, la dosis de radiación media anual difiere según la dieta típica de cada país y la cantidad de uranio en el agua de diferentes lugares.

La ingesta o inhalación de cantidades considerables de uranio puede ser nociva. Las personas que desempeñan labores de prospección, extracción o procesamiento de uranio deben seguir reglas y procedimientos especiales, como el uso de vestimenta o equipos de protección, para evitar problemas de salud.

• El OIEA lleva a cabo Misiones de Examen Integrado del Ciclo de Producción de Uranio (IUPCR), con las que presta asistencia a los países que desean desarrollar la infraestructura para los programas nacionales de producción de uranio. Gracias a estos exámenes, los países pueden determinar las esferas a las que es necesario prestar más atención o recursos.
• El OIEA ofrece documentos con orientaciones relativas a la seguridad física y tecnológica de los diferentes pasos de los procesos de extracción de uranio, fabricación de combustible nuclear y gestión de los desechos.
•  El OIEA celebra en su Sede de Viena (Austria) el Simposio Internacional sobre el Uranio como Materia Prima para el Ciclo del Combustible Nuclear (URAM), en el que se abarcan temas importantes para la sostenibilidad de los programas de energía nucleoeléctrica.
• El OIEA publica normas de seguridad para la protección radiológica de los trabajadores que se desempeñan en la extracción o el procesamiento de uranio.
• El OIEA elabora reseñas sobre los recursos mundiales de uranio, con los últimos descubrimientos en este ámbito y datos actuales y futuros sobre el suministro de este elemento. Asimismo, mantiene una base de datos sobre las características técnicas, geográficas y geológicas de los yacimientos de uranio del planeta.
• El OIEA proporciona orientaciones sobre el uso de técnicas de análisis para la prospección de recursos, incluido el uranio.
• El Grupo de Coordinación para Antiguos Emplazamientos de Producción de Uranio (CGULS) promueve la cooperación entre los Estados Miembros del OIEA que disponen de antiguas minas de uranio abandonadas con residuos de sustancias radiactivas o tóxicas, y entre esos Estados Miembros y otras organizaciones internacionales, para promover la rehabilitación segura de esos emplazamientos.
• El OIEA revisa y resume la información sobre la gestión del uranio reprocesado, incluidas cuestiones técnicas y económicas relacionadas con el almacenamiento, la manipulación y la reutilización de este tipo de uranio para generar energía nucleoeléctrica.