L' uranio naturale consiste di tre isotopi: uranium-238, uranium-235 ed uranium-234. Gli isotopi uranium sono radioattivi. I nuclei degli elementi radioattivi sono instabili, significando sono trasformati in altri elementi, tipicamente emettendo le particelle (ed a volte assorbendo le particelle). Questo trattato, conosciuto come deperimento radioattivo, provoca generalmente l' emissione dell' alfa o di beta particelle dal nucleo. Spesso egualmente è accompagnato da emissione di radiazione gamma, che è radiazione elettromagnetica, come i raggi X. Questi tre generi di radiazione hanno proprietà molto differenti in alcuni rispetti ma sono tutti radiazione ionizzante -- ciascuno è abbastanza energico rompere i legami chimici, quindi possedendo la capacità di danneggiare o distrugg le cellule viventi.

Uranium-238, l' isotopo più prevalente in minerale di uranio, ha un periodo radioattivo di circa 4,5 miliardi di anni; cioè la metà degli atomi in tutto il campione decadrà in quel tempo. Uranium-238 decade dall' emissione dell' alfa in thorium-234, che in se decade da beta emissione a protactinium-234, che decade da beta emissione a uranium-234 e così via. I vari prodotti di deperimento, (a volte citati come " progenie " o " figlie ") formano una serie che comincia a uranium-238. Dopo che parecchio più alfa e decadimento beta, la serie si conclude con l' isotopo stabile lead-206. 

Uranium-238 emette le particelle di alfa che sono meno penetranti che altre forme di radiazione ed i raggi gamma deboli finchè rimane fuori del corpo, uranio propone poco rischio per la salute (pricipalmente dai raggi gamma). Se inalato o ingerito, tuttavia, la relativa radioattività comporta i rischi aumentati di cancro polmonare e di cancro dell' osso. L' uranio è egualmente chimicamente tossico alle alte concentrazioni e può danneggiare gli organi interni, considerevolmente i reni. Gli studi animali suggeriscono che l' uranio può interessare la riproduzione, il feto sviluppantesi,(1) ed aumentare il rischio di leucemia e di cancri molli del tessuto.(2)

La proprietà di uranio importante per le armi nucleari e l' energia nucleare è la relativa abilità a fissione, o spaccatura in due frammenti più chiari una volta bombardata con i neutroni che liberano l' energia nel processo. Degli isotopi uranium naturali, soltanto uranium-235 può sostenere una reazione a catena -- una reazione in cui ogni fissione produce abbastanza neutroni per innescare un altro, di modo che il processo di fissione è effettuato senza alcua sorgente esterna dei neutroni.(3) in opposizione, uranium-238 non può sostenere una reazione a catena, ma può essere convertito in plutonium-239, che Can.(4) Plutonium-239, virtualmente inesistente in natura, è stato usato nella prima bomba atomica esaminata luglio 16, 1945 e quello caduto su Nagasaki il 9 agosto 1945.

Il processo estraente e di macinazione

Tradizionalmente, l' uranio è stato estratto dai apr-pozzi e dalle miniere in sotterraneo. Nella decade passata, le tecniche alternative tale estrazione mineraria in situ della liscivia, in cui le soluzioni sono iniettate nei depositi sotterranei per dissolvere l' uranio, sono stato più ampiamente usate. La maggior parte delle miniere negli Stati Uniti hanno interrotto e le importazioni rappresentano circa i tre-three-fourths delle approssimativamente 16 tonnellate metriche -- de Canada ogni anno sul piano nazionale usato uranio raffinato che è il più grande singolo fornitore.(5)

Il processo di macinazione (di raffinamento) estrae l' ossido uranium (U₃O8) da minerale per formare concentrato uranifero, una polvere gialla o marrone che contiene circa 90 per cento dell' ossido dell' uranio.(6) le tecniche estraenti convenzionali generano una quantità notevole di spreco dei tailings di laminatoio durante la fase di macinazione, perché la parte utilizzabile è generalmente meno d'un per cento del minerale. (l' estrazione mineraria in situ della liscivia lascia la parte inutilizzabile nella terra, esso non genera questa forma di spreco). Il volume totale dei tailings di laminatoio generati negli Stati Uniti è oltre 95 per cento del volume di tutti gli effluenti radioattivi da tutte le fasi delle armi nucleari e della produzione di energia.(7) mentre il rischio per il grammo dei tailings di laminatoio è relativo basso la maggior parte degli altri effluenti radioattivi, il grande volume e mancanza di regolazioni fino al 1980 ha provocato la contaminazione dell'ambiente diffusa. Inoltre, i periodi radioattivi dei componenti radioattivi principali dei tailings di laminatoio, di thorium-230 e di radium-226 sono lunghi, essendo di circa 75.000 anni e di 1.600 anno rispettivamente. 

Il rischio per la salute più serio connesso con estrazione mineraria dell' uranio è cancro polmonare dovuto l' inalazione dei prodotti uranium di deperimento. I tailings di laminatoio uranium contengono i materiali radioattivi, considerevolmente radium-226 e metalli pesanti (per esempio, manganese e molibdeno) che possono lisciviare in acqua freatica. I mucchi vicini dei tailings, campioni di acqua hanno indicato a livelli di alcuni agenti inquinanti alle centinaia dei periodi il livello accettabile del governo per l' acqua potabile.(8)

Estraendo ed i funzionamenti di macinazione negli Stati Uniti hanno interessato sproporzionatamente le popolazioni indigene intorno al globo. Per esempio, quasi un terzo di tutti i tailings di laminatoio dai funzionamenti abbandonati del laminatoio è sulle terre della nazione del navajo da solo.(9) molti Americani natali sono morto dei cancri polmonari collegati al loro lavoro in miniere uranium. Altri continuano a soffrire gli effetti di contaminazione dell' acqua e della terra dovuto infiltramento e straripano i mucchi dei tailings.(10)

Conversione ed arricchimento

L' uranio è usato generalmente in reattori sotto forma di diossido uranium (UO2) o metallo uranium; le armi nucleari usano la forma metallica. La produzione di diossido o di metallo uranium richiede elaborare chimico del concentrato uranifero. Più ulteriormente, la maggior parte del civile e molti reattori militari richiedono l' uranio che ha una proporzione elevata di uranium-235 che il presente in uranio naturale. Il processo usato per aumentare la quantità di uranium-235 a uranium-238 relativo è conosciuto come arricchimento uranium. 

Le centrali elettriche civili degli Stati Uniti usano tipicamente 3 - 5 per cento uranium-235. Le armi usano " l' uranio altamente arricchito " (HEU) con oltre 90 per cento uranium-235. Alcuni reattori di ricerca e tutti i reattori navali degli Stati Uniti egualmente usano HEU. 

Per arricchire l' uranio, deve in primo luogo essere messo nell' esafluoruro uranium della forma chimica (UF6). Dopo arricchimento, UF6 chimicamente è convertito in diossido o in metallo uranium. Un rischio importante sia nei processi uranium di arricchimento dell' uranio che di conversione viene dalla manipolazione dell' esafluoruro uranium, che è chimicamente tossico come pure radioattivo. Inoltre, reagisce prontamente con umidità, liberante l' acido fluoridrico altamente tossico. Le attrezzature di arricchimento e di conversione hanno avute un certo numero di incidenti coinvolgere l' esafluoruro uranium.(11)

La massa di spreco dal processo di arricchimento è uranio impoverito -- cosiddetto perché la maggior parte del uranium-235 è stato estratto da esso. L' uranio impoverito è stato usato dai militari degli Stati Uniti per fabbricare le armi convenzionali armor-piercing e la placcatura dell' armatura del serbatoio. È stato incorporato in queste armi convenzionali senza personali muniti d' informazione delle forze che l' uranio impoverito è un materiale radioattivo e senza procedure per la misurazione delle dosi ai personali operanti. 

Il processo di arricchimento può anche essere invertito. L' uranio altamente arricchito può essere diluito, o " essere mescolato giù " con uranio impoverito, naturale, o molto leggermente arricchito per produrre 3 - 5 per cento del combustibile per reattore leggermente arricchito. Il metallo uranium ai vari arricchimenti deve chimicamente essere elaborato in moda da poterlo mescolarsi esso in un materiale omogeneo ad un livello di arricchimento. Di conseguenza, la salute ed i rischi ambientali di mescolamento sono simili a quelle per la conversione e l' arricchimento uranium. 

Regolazioni negli Stati Uniti.

In 1983 gli standard stabiliti di governo federale per inquinamento gestente dai tailings di laminatoio attivi ed abbandonati accatasta derivare dalla produzione del concentrato uranifero. Gli obiettivi principali delle regolazioni federali sono di limitare l' infiltramento dei radionuclidi e dei metalli pesanti in acqua freatica e di ridurre le emissioni di radon-222 all' aria. Gli standard obbligatori per disarmare gli impianti nucleari compreso le attrezzature di arricchimento e di conversione ora stanno sviluppandi soltanto dall' ente per la salvaguardia dell'ambiente degli Stati Uniti e la commissione per la regolamentazione nucleare degli Stati Uniti (Nrc). finora, la Nrc sta usando la guida di riferimento emanata dal relativo personale in 1981 per sorvegliare disarmare gli sforzi.(12)

Il Futuro

I prodotti uranium e collegati thorium-230 e radium-226 di deperimento rimarranno pericolosi per le migliaia di anni. Le regolazioni correnti degli Stati Uniti, tuttavia, riguardano un periodo di 1.000 anno per i tailings di laminatoio ed alla maggior parte dei 500 anni per effluenti radioattivi " a basso livello ". Ciò significa che le generazioni future -- lontano oltre quelle ha promesso la protezione da queste regolazioni -- probabilmente affronteranno i rischi significativi da estrazione mineraria uranium, macinante ed elaborante le attività. 

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