Relația unică dintre uraniu și energia nucleară: elementul chimic care ne ajută, dar ne poate și distruge
Energia nucleară este o sursă importantă de energie și este cunoscută ca atare de decenii întregi. Este considerată o opțiune durabilă și cu emisii scăzute de carbon, ceea ce o face un instrument esențial în lupta împotriva schimbărilor climatice.
Secretul energiei nucleare constă în uraniu, un element natural folosit pentru a alimenta centralele nucleare, dar și în cazul armelor nucleare.
Descoperit în 1789 de chimistul german Martin Klaproth, uraniul a primit numele planetei Uranus, care fusese descoperită cu doar câțiva ani înainte.
Acest metal dens, alb-argintiu este cunoscut pentru proprietățile sale radioactive.
Se crede că s-a format în supernove, în urmă cu aproximativ 6,6 miliarde de ani, iar dezintegrarea sa radioactivă lentă este principala sursă de căldură din interiorul Pământușui, provocând convecție și chiar deriva continentală.
La fel ca alte elemente, uraniul apare sub mai multe forme ușor diferite numite izotopi, identificate prin numărul de neutroni pe care îi au în nucleu.
Minereul natural de uraniu este alcătuit din doi astfel de izotopi: uraniu-238 (U-238) și uraniu-235 (U-235). Acesta din urmă izotop, U-235, este cel mai important pentru energia nucleară, dar reprezintă doar aproximativ 0,7% din uraniul natural, în timp ce U-238 reprezintă aproximativ 99,3%.
Motivul pentru care U-235 este atât de important este pentru că este un material fisionabil, ceea ce înseamnă că poate susține o reacție nucleară în lanț. Acest lucru se realizează prin diviziunea atomului. Energia eliberată de această scindare este imensă și vine sub formă de căldură.
Această energie este cea care susține reactoarele nucleare, unde căldura este folosită pentru a produce abur, pentru a alimenta turbinele și generatoarele, creând, astfel, electricitate.
Cum produce uraniul energie nucleară?
Uraniul trebuie să treacă printr-o serie de procese industriale înainte de a putea fi încărcat ca combustibil. Apoi, odată ce a fost epuizat, sunt luate măsuri suplimentare fie pentru a-l elimina, fie pentru a recicla combustibilul.
Ciclul combustibilului nuclear începe cu exploatarea și măcinarea uraniului, unde minereul de uraniu este extras din scoarța terestră și procesat pentru a obține concentrat de uraniu, cunoscut și sub numele de „yellowcake”. Acest tort galben este apoi transformat pentru a putea fi folosit.
Odată ce este acumulat suficient U-235, materialul este supus fabricării combustibilului și este modelat sub formă de pelete și închis în metal.
Tijele sunt apoi asamblate în colosuri de combustibil pentru a fi utilizate într-un reactor. Aceasta reprezintă partea frontală a ciclului combustibilului nuclear.