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EL URANIO EN
CASTILLA Y
LEÓN
 ¿Qué es y para qué sirve el uranio?
 El uranio en la naturaleza.
 El proceso de enriquecimiento.
 Las aplicaciones.
 Las ventajas.
 El aprovechamiento del uranio.
 La historia.
 La minería en Castilla y León.
 Proceso de concentración mineral.
 Clausura de la mina.
 ¿Qué se hace con los residuos?
INDICE
¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE EL
URANIO?
 EL URANIO EN LA NATURALEZA
Es un material muy reactivo que se desintegra muy lentamente
emitiendo partícula alfa. Presenta una gran avidez por el
oxigeno, motivo por el que forma óxidos y sales.
La solubilidad en agua determina su movilidad por el medio
ambiente y su toxicidad.
El uranio natural es una mezcla de tres isótopos: U234, U235, U238. Los
tres son el mismo producto pero tienen propiedades
radioactivas diferentes.
El ser humano contribuye a que los niveles de uranio se
incrementen debido a la medicina, minería, armamento.. Y
ciertas plantas y hortalizas como el rábano fijan el uranio a
través de sus raíces.
 EL PROCESO DE ENRIQUECIMIENTO DEL
URANIO
El isótopo utilizado como combustible es el U235.
El proceso de enriquecimiento tiene lugar después de haber
separado el uranio de las impurezas por medios químicos. El
método más utilizado es la difusión gaseosa, el uranio se
encuentra en forma de hexafluoruro de uranio(UF6). Al hacer
pasar el UF6 por diversas membranas porosas, al final del
proceso se recogen dos productos; un gas enriquecido y un gas
empobrecido.
Tras el enriquecimiento, el UF6 se transforma en las plantas
químicas en dióxido de uranio.
Otros métodos de enriquecimiento son la difusión térmica líquida,
la boquilla de separación, la excitación láser y la centrifugación.
La única planta en España de procesado de uranio enriquecido se
localiza en la localidad de Juzbado, Salamanca.
 LAS APLICACIONES DEL URANIO
En el principio físico de la fisión se basan los principales campos
de aplicación: la generación de calor en un reactor nuclear y su
empleo como material físil para armas nucleares; las cuales son
posibles gracias a la capacidad del isótopo U235 de sostener
reacciones nucleares en cadena.
La fisión nuclear es la base del desarrollo de la energía nuclear.
En todas estas reacciones, una pequeña parte de la masa se
transforma en cantidades ingentes de energía según la ecuación
de Einstein E=mc2
.
Cuando un núcleo de U235 es bombardeado con neutrones térmicos,
se produce una inestabilidad que hace que el núcleo se divida
en dos fragmentos iguales.
REACCIÓN
NUCLEAR
EN
CADENA
Edificio de
contención
Generador
de vapor
Barras
de
control
Combustible
de uranio
Vasija del
reactor Bomba Condensador Agua de
refrigeración
Fuente de
agua fría
Bomba
Contenedor
agua fría
Electricidad
Vapor
Torre de
enfriamiento
Agua fría
Transformador
Generador
Turbina
Líneas de
vapor
CENTRAL NUCLEAR DE AGUA A PRESIÓN
 LAS VENTAJAS DEL URANIO
Para producir la misma cantidad de electricidad que la generada
en un día en una central nuclear de una potencia determinada
se necesita, en una central de fuel 34.000 barriles de petróleo y
en una central térmica 6.850 toneladas de carbón.
Si considerásemos una central nuclear con capacidad para
generar 1.000 MWh de energía eléctrica, sería necesario
generar 3.000 MWh térmicos. Esta cantidad de energía podría
ser proporcionada por tan solo 3,2 kg/día de uranio mientras
que para el carbón se emplearían 10.500 t/día.
El uranio no genera CO2
por lo que no genera gases que
contribuyan al efecto invernadero
EL APROVECHAMIENTO DEL
URANIO
 LA HISTORIA DEL URANIO EN ESPAÑA
El 4/10/1945 el Estado declaró el uranio de interés nacional y
reservó todos los yacimientos situados dentro del territorio
nacional, prohibiéndose su exportación.
La exploración e investigación de minerales de uranio y torio
se centró en las granitos hercínicos, buscándose
mineralizaciones de naturaleza filoniana en Salamanca y
Zamora.
En 1957, un equipo de prospección, pasó de los granitos a una
zona de pizarras recubiertas por un pequeño espesor de
terciario. Se descubrió la Mina Esperanza en Salamanca.
Con este descubrimiento se determinaron concentraciones
importantes de uranio en pizarras precámbricas y
continuaron la investigación de pizarras en el Macizo
Hercínico donde se identificaron tres áreas importantes,
una de las cuales dio origen a la Mina FE.
 LA MINERIA DEL URANIO EN CASTILLA Y
LEÓN
El origen de la mineralización se debe a la circulación de fluidos
hidrotermales altamente mineralizados a través de las rocas
circundantes. Los minerales de uranio, al encontrarse en
condiciones reductoras por la presencia de la materia orgánica
de las pizarras, precipitan dando lugar a mineralizaciones de
óxidos y pechblendas.
El diseño inicial de las explotaciones se realizó con bancos de
trabajo de 3 m de altura y un talud final de 45º. Posteriormente
se aumentó la altura de los bancos de trabajo a 6 m.
 PROCESO DE CONCENTRACIÓN MINERAL
En los años 70 se construyó una estación de lixiviación estática.
A esta planta llegaba el lixiviado de mineral que era regado con
soluciones ácidas. La solución acuosa se procesaba mediante
una extracción con disolventes orgánicos. La extracción
consistía en poner en contacto las soluciones acuosas fértiles
con queroseno que era afín por los iones uranilo. Una vez que
la fase orgánica se cargaba en uranio se procedía a su
tratamiento, cuando el uranio estaba más concentrado se
precipitaba mediante el ajuste de pH, dando un precipitado
amarillo de uranilo amónico.
 CLAUSURA DE LA MINA
Tras el cierre de las minas, la plantilla que ha permanecido ha
desarrollado tareas de regeneración de los terrenos afectados
como los huecos de mina, escombreras y plataformas.
El estéril sobrante es sometido a un proceso de remodelación y
posterior impermeabilización de su superficie con material
arcilloso con el fin de asegurar la no emisión de radón. Esta
capa se cubre con otra capa de material resistente a la erosión
y finalmente se extiende una capa de suelo sobre la que se
desarrollan las labores de vegetación.
¿QUÉ SE HACE CON LOS RESIDUOS?
Los residuos nucleares de alta actividad están constituidos por un
conjunto de barras metálicas, de unos 4 m de longitud, en cuyo
interior se encuentran las pastillas de dióxido de uranio. Una vez
agotadas son extraídas del reactor e introducidas en la piscina de
la central, la cual proporciona la refrigeración necesaria para
disipar el calor y favorecer el decaimiento de su actividad
radioactiva.
Los residuos se recogen y transportan en estado sólido dentro de
bidones metálicos cuya capacidad es de 200 L. Los bidones se
introducen en cubos de hormigón denominados unidades de
almacenamiento. A las unidades se las aplica una inyección de
mortero y se trasladan a las celdas de almacenamiento,
construidas con gruesas paredes de hormigón.
Una vez completada una plataforma, es recubierta con materiales
impermeabilizantes para evitar infiltraciones de agua.

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El uranio en Castilla y León: historia, minería y aplicaciones

  • 2.  ¿Qué es y para qué sirve el uranio?  El uranio en la naturaleza.  El proceso de enriquecimiento.  Las aplicaciones.  Las ventajas.  El aprovechamiento del uranio.  La historia.  La minería en Castilla y León.  Proceso de concentración mineral.  Clausura de la mina.  ¿Qué se hace con los residuos? INDICE
  • 3. ¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE EL URANIO?  EL URANIO EN LA NATURALEZA Es un material muy reactivo que se desintegra muy lentamente emitiendo partícula alfa. Presenta una gran avidez por el oxigeno, motivo por el que forma óxidos y sales. La solubilidad en agua determina su movilidad por el medio ambiente y su toxicidad. El uranio natural es una mezcla de tres isótopos: U234, U235, U238. Los tres son el mismo producto pero tienen propiedades radioactivas diferentes. El ser humano contribuye a que los niveles de uranio se incrementen debido a la medicina, minería, armamento.. Y ciertas plantas y hortalizas como el rábano fijan el uranio a través de sus raíces.
  • 4.  EL PROCESO DE ENRIQUECIMIENTO DEL URANIO El isótopo utilizado como combustible es el U235. El proceso de enriquecimiento tiene lugar después de haber separado el uranio de las impurezas por medios químicos. El método más utilizado es la difusión gaseosa, el uranio se encuentra en forma de hexafluoruro de uranio(UF6). Al hacer pasar el UF6 por diversas membranas porosas, al final del proceso se recogen dos productos; un gas enriquecido y un gas empobrecido. Tras el enriquecimiento, el UF6 se transforma en las plantas químicas en dióxido de uranio. Otros métodos de enriquecimiento son la difusión térmica líquida, la boquilla de separación, la excitación láser y la centrifugación. La única planta en España de procesado de uranio enriquecido se localiza en la localidad de Juzbado, Salamanca.
  • 5.  LAS APLICACIONES DEL URANIO En el principio físico de la fisión se basan los principales campos de aplicación: la generación de calor en un reactor nuclear y su empleo como material físil para armas nucleares; las cuales son posibles gracias a la capacidad del isótopo U235 de sostener reacciones nucleares en cadena. La fisión nuclear es la base del desarrollo de la energía nuclear. En todas estas reacciones, una pequeña parte de la masa se transforma en cantidades ingentes de energía según la ecuación de Einstein E=mc2 . Cuando un núcleo de U235 es bombardeado con neutrones térmicos, se produce una inestabilidad que hace que el núcleo se divida en dos fragmentos iguales.
  • 7. Edificio de contención Generador de vapor Barras de control Combustible de uranio Vasija del reactor Bomba Condensador Agua de refrigeración Fuente de agua fría Bomba Contenedor agua fría Electricidad Vapor Torre de enfriamiento Agua fría Transformador Generador Turbina Líneas de vapor CENTRAL NUCLEAR DE AGUA A PRESIÓN
  • 8.  LAS VENTAJAS DEL URANIO Para producir la misma cantidad de electricidad que la generada en un día en una central nuclear de una potencia determinada se necesita, en una central de fuel 34.000 barriles de petróleo y en una central térmica 6.850 toneladas de carbón. Si considerásemos una central nuclear con capacidad para generar 1.000 MWh de energía eléctrica, sería necesario generar 3.000 MWh térmicos. Esta cantidad de energía podría ser proporcionada por tan solo 3,2 kg/día de uranio mientras que para el carbón se emplearían 10.500 t/día. El uranio no genera CO2 por lo que no genera gases que contribuyan al efecto invernadero
  • 9. EL APROVECHAMIENTO DEL URANIO  LA HISTORIA DEL URANIO EN ESPAÑA El 4/10/1945 el Estado declaró el uranio de interés nacional y reservó todos los yacimientos situados dentro del territorio nacional, prohibiéndose su exportación. La exploración e investigación de minerales de uranio y torio se centró en las granitos hercínicos, buscándose mineralizaciones de naturaleza filoniana en Salamanca y Zamora. En 1957, un equipo de prospección, pasó de los granitos a una zona de pizarras recubiertas por un pequeño espesor de terciario. Se descubrió la Mina Esperanza en Salamanca. Con este descubrimiento se determinaron concentraciones importantes de uranio en pizarras precámbricas y continuaron la investigación de pizarras en el Macizo Hercínico donde se identificaron tres áreas importantes, una de las cuales dio origen a la Mina FE.
  • 10.  LA MINERIA DEL URANIO EN CASTILLA Y LEÓN El origen de la mineralización se debe a la circulación de fluidos hidrotermales altamente mineralizados a través de las rocas circundantes. Los minerales de uranio, al encontrarse en condiciones reductoras por la presencia de la materia orgánica de las pizarras, precipitan dando lugar a mineralizaciones de óxidos y pechblendas. El diseño inicial de las explotaciones se realizó con bancos de trabajo de 3 m de altura y un talud final de 45º. Posteriormente se aumentó la altura de los bancos de trabajo a 6 m.
  • 11.  PROCESO DE CONCENTRACIÓN MINERAL En los años 70 se construyó una estación de lixiviación estática. A esta planta llegaba el lixiviado de mineral que era regado con soluciones ácidas. La solución acuosa se procesaba mediante una extracción con disolventes orgánicos. La extracción consistía en poner en contacto las soluciones acuosas fértiles con queroseno que era afín por los iones uranilo. Una vez que la fase orgánica se cargaba en uranio se procedía a su tratamiento, cuando el uranio estaba más concentrado se precipitaba mediante el ajuste de pH, dando un precipitado amarillo de uranilo amónico.
  • 12.  CLAUSURA DE LA MINA Tras el cierre de las minas, la plantilla que ha permanecido ha desarrollado tareas de regeneración de los terrenos afectados como los huecos de mina, escombreras y plataformas. El estéril sobrante es sometido a un proceso de remodelación y posterior impermeabilización de su superficie con material arcilloso con el fin de asegurar la no emisión de radón. Esta capa se cubre con otra capa de material resistente a la erosión y finalmente se extiende una capa de suelo sobre la que se desarrollan las labores de vegetación.
  • 13. ¿QUÉ SE HACE CON LOS RESIDUOS? Los residuos nucleares de alta actividad están constituidos por un conjunto de barras metálicas, de unos 4 m de longitud, en cuyo interior se encuentran las pastillas de dióxido de uranio. Una vez agotadas son extraídas del reactor e introducidas en la piscina de la central, la cual proporciona la refrigeración necesaria para disipar el calor y favorecer el decaimiento de su actividad radioactiva.
  • 14. Los residuos se recogen y transportan en estado sólido dentro de bidones metálicos cuya capacidad es de 200 L. Los bidones se introducen en cubos de hormigón denominados unidades de almacenamiento. A las unidades se las aplica una inyección de mortero y se trasladan a las celdas de almacenamiento, construidas con gruesas paredes de hormigón. Una vez completada una plataforma, es recubierta con materiales impermeabilizantes para evitar infiltraciones de agua.