CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR

CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
El ciclo del combustible nuclear, también denominado cadena del combustible nuclear, está compuesto de pasos de preparación previa que conducen a la preparación de uranio para su uso como combustible en el funcionamiento de un reactor y pasos de tratamiento posterior que son necesarias para administrar con seguridad, acondicionar y librarse del residuo radiactivo.1.-DISTINTOS CICLOS DE COMBUSTIBLE
1.1.-CICLO DE COMBUSTIBLE “ONCE-THROUGH” (PARA UN SOLO USO)
Técnicamente no es un ciclo per se. El combustible es utilizado una vez y, sin posterior procesado, es enviado para su almacenamiento con solo un embalaje que proporcione el mejor aislamiento de la biosfera. Este método es el que siguen seis países:Estados Unidos; Canadá; Suecia; Finlandia; España y UniónSudafricana.Algunos países, principalmente Suecia y Canadá, han diseñado repositorios que permitan la futura recuperación del material si surgiera tal necesidad, mientras que otros países planifican su confinamiento permanente.
1.2.-UTILIZACIÓN DEL URANIO COMO COMBUSTIBLE NUCLEAR Y SU CICLO DE ELABORACIÓN
¿Qué es el Uranio?
El uranio es un elemento químico metálico de color gris de la serie delos actínidos, descubierto en 1789 por el físico alemán M. H. Klaproth, llamándolo así en honor del planeta Urano, que acababa de ser localizado ocho años antes.
Su símbolo químico es ‘U’ y su número atómico es el 92. Tiene el mayor peso atómico de entre todos los elementos que se encuentran en la naturaleza y es, aproximadamente, un 70% más denso que el plomo.
Raramente se utiliza en estado puro,lo más corriente es trabajar con sus óxidos, siendo el más estable el U3O8.
El uranio en estado natural es una mezcla de tres isótopos: U-234 (0,02%, nivel de trazas), U-235 (0,7%) y U-238 (99,28%) y es levemente radiactivo, por lo que facilita su minería, transformación y fabricación como combustible nuclear. El uranio se localiza principalmente en la corteza terrestre, es 500 veces más abundanteque el oro y no tiene otro uso más que como combustible nuclear.
Depósitos de alta ley (2%U)
20.000 ppm U
Depósitos de baja ley (0,1%U)
1.000 ppm U
Granito
4 ppm U
Contenido medio en la corteza terrestre
2,8 ppm  U
Rocas sedimentarias
2 ppm U
Agua de mar
0,003 ppm U
Etapas para la obtención del combustible nuclear
Primera parte del ciclo: De la naturaleza al reactor
 
Paso 1: Fase de exploracióny minería por lixiviación “in situ”, a cielo abierto o subterránea para extraer el uranio que normalmente se procesa para reducir el material a un tamaño uniforme de partícula, para, a continuación, realizar la molienda produciéndose un polvo seco formado por uranio natural, llamado “yellow cake” (torta amarilla), que se vende en el mercado del uranio como U3O8.

El uranio es abundante en lanaturaleza, sin embargo, se encuentra en proporciones muy pequeñas en las rocas de la corteza terrestre. Estas rocas se trituran y muelen para facilitar los tratamientos químicos posteriores (lixiviación, clarificación y refinado) para extraer el uranio que contienen de forma de un sólido de color amarillo, llamado “yellow cake” (torta amarilla). Está formada mayoritariamente por U3O8 y se seca paracontinuar con el proceso.
Paso 2: Primera fase de conversión (U3O8 a UF6). Esta etapa consiste en que el concentrado de uranio, U3O8, debe ser convertido en hexafluoruro de uranio, UF6, que se encuentra en fase gaseosa y es la forma requerida por la mayoría de las plantas de enriquecimiento de uranio, requisito necesario para utilizar el uranio como combustible nuclear.
Paso 3:  Enriquecimiento. Laconcentración del isótopo fisionable U-235 (0,71% en el uranio natural) es inferior a la requerida para mantener una reacción nuclear en cadena en los reactores de agua ligera. El UF6 natural, por tanto, debe ser enriquecido en el isótopo fisionable para que se pueda utilizar como combustible nuclear. Los diferentes niveles de enriquecimiento dependen del reactor, pero para un reactor de agua...