U-235
L’uranio con tutti suoi isotopi, comprende una parte cd “ricca” (che può essere utilizzata per diversi scopi) e una parte “povera” (che corrisponde alla parte non ricca quindi, potremmo dire, lo scarto).
Ma per sfruttare la parte ricca bisogna “separarla” dal resto degli isotopi presenti, quindi bisogna “arricchirle l’uranio” (ossia separarlo dalla parte di minore interesse).
L'arricchimento dell'uranio è il processo attraverso il quale la percentuale isotopica dell'U-235 viene aumentata dallo 0,72% fino al 94%.
Un banale esempio: se una massa di 1 kg di Uranio contiene una percentuale del 15% di U235 (parte ricca) e 85% di altri isotopi (parte povera), dopo la (teorica) separazione avremo 150 gr di Uranio arricchito al 100% (solo U235) e 850 gr di Uranio impoverito (Uranio depleto).
L'uranio è considerato poco arricchito se la sua percentuale isotopica di U-235 rimane inferiore al 20%.
La maggior parte dei reattori commerciali utilizza come combustibile uranio a basso arricchimento (LEU) inferiore al 5%, spesso definito anche “uranio per reattori”.
Il LEU non si deteriora e può essere conservato in sicurezza per molti anni.
Se l’uranio è arricchito oltre il 20%, è considerato altamente arricchito.
L'uranio con proporzioni isotopiche così elevate di U-235 è utilizzato principalmente nei reattori di propulsione navale (ad esempio nei sottomarini), nelle armi nucleari e in alcuni reattori di ricerca.
è possibile utilizzare diversi metodi per aumentare la proporzione isotopica dell'U-235.
Tipicamente, la torta gialla (Yellow cake – così viene chiamata la parte separata di Uranio) viene convertita in una forma gassosa, chiamata esafluoruro di uranio.
Questo gas viene quindi pompato in cilindri a rotazione rapida – centrifughe – dove gli isotopi più pesanti, come l’U-238, vengono spinti verso le pareti dei cilindri, mentre l’U-235 più leggero rimane al centro dei cilindri (questo processo si chiama “ultracentrifugazione”).
Ciò consente di “filtrare” e raccogliere il gas con concentrazioni più elevate di U-235.
Il processo può essere ripetuto finché la proporzione isotopica dell'U-235 non è sufficiente.
Il gas acquisito passa quindi attraverso un processo di riconversione, che gli consente di trasformare l’U-235 sotto forma di energia nera: il biossido di uranio.
Fonte parziale: https://www.iaea.org/newscenter/news/what-is-uranium