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Uranio. In questo video cerchiamo di rispondere a 4 domande: che cos'è, da quali rocce si estrae, come si estrae e quali sono i principali paesi produttori.
È un elemento radioattivo con numero atomico 92. Ma cosa serve l'uranio? Principalmente usato come combustibile della fissione nucleare. Scendendo un atomo di uranio 235 si libera energia, usata poi per generare energia elettrica nelle centrali nucleari. Di tutta l'energia elettrica prodotta nel mondo, circa il 10% deriva dalla fissione nucleare. Questa è una risorsa che però prima o poi finirà. Per questo, avere l'uranio significa avere molto da scambiare e tenere una posizione di maggiore rilievo a livello internazionale.
In che rocce si trova? Dovremmo stare qui un giorno intero per raccontare tutto, ovviamente. Immaginate, sintetizzo: l'uranio può trovarsi sia in rocce sedimentarie, sia ignee che metamorfiche. E si ritrova solitamente sotto forma di ossidi. Ok, 15 st sempre l'ossigeno legato all'uranio. Il 28% circa delle risorse di uranio sono in rocce che si chiamano sandstone, cioè arenarie, rocce che tendenzialmente sono piuttosto permeabili. La presenza di uranio è spesso associata a vene e fratture. E cioè quando la roccia è scassata.
L'elemento chiave dal punto di vista geologico è questo: affinché una roccia abbia alta concentrazione di uranio, questa deve essere attraversata da fluidi in profondità. Fluidi ricchi di uranio sono i fluidi che trasportano l'uranio. Per essere attraversata da un fluido, una roccia deve essere permeabile. E la permeabilità o è primaria, cioè data dai granelli delle rocce, cioè i pori tra i granelli, è spazio per cui ci passa il fluido in mezzo, come nel caso delle sandstone, delle arenarie. O è secondaria, cioè spaccata, fratturata. Una roccia molto compatta che non ha una porosità sua tra i granuli, resta permeabilità da dove la caccia? Dobbiamo scassare, si spacca, fratturata e lì c'è la permeabilità. I fluidi quindi passano nella roccia o nei pori, oppure attraverso le fratture.
In natura l'uranio è piuttosto diffuso ma in molto diluito. Quindi il gioco sta nel trovarlo in concentrazioni abbastanza alte da rendere l'estrazione conveniente. Si estrae principalmente da due minerali: l'uraninite, detta anche pitchblende, e la carnotite. Nomi strani, però minerali su strada, anche se comunque ci sono almeno altre 150 minerali uraniferi. Questi comunque sono i principali.
L'estrazione può avvenire attraverso diverse tecniche. Vi racconto le tre principali: convenzionale, cioè quella che immaginiamo più comunemente. Le miniere: scaviamo tunnel, gallerie sotto terra da dove si rimuovono le rocce mineralizzate. Le ci trasporta in superficie dove seguirà un processo di frantumazione e trattamento per isolare l'uranio. Se il giacimento è superficiale abbastanza, si estrae in modalità di cava a cielo aperto, cioè la roccia viene presa direttamente in superficie. Le tecniche in certi casi sono tanto spettacolari quanto inquietanti. Si usa spesso dinamite per frantumare la roccia. In entrambi i casi che rientrano nella categoria di convenzionali, la roccia viene trasportata in appositi impianti dove viene macinata e lavorata per recuperare l'uranio che si presenta come una polvere gialla. Perciò viene chiamata yellowcake. È una miscela essenzialmente di ossidi di uranio, soprattutto ottaossido di uranio 3-8. Vedete, questo è uranio. Effettivamente sembra zafferano, però no, lo zafferano costa in realtà 25.000 dollari al chilo, l'uranio solo 10.000. Venga il signore, vengono poi.
C'è una terza tecnica chiamata in-situ recovery, ISR, ed è abbastanza incredibile. Il recupero del minerale desiderato, in questo caso l'uranio, non avviene attraverso la rimozione delle rocce del suolo. Cioè, non andiamo giù, scassiamo e tiriamo fuori. Si pompa una soluzione acida, la maggior parte delle volte, attraverso dei pozzi iniettori. Quindi facciamo un pozzo, c'è un buco, ci portiamo dentro acidi. Questa soluzione ha il compito di sciogliere l'uranio. Non è altro che un processo di lisciviazione, cioè un processo che consiste nella separazione di uno o più componenti solubili, uranio che è solubile, da una massa solida, cioè tutta la roccia, mediante un solvente che per l'uranio è solitamente acido solforico o acido nitrico. Questo fluido che pompiamo attraverso uno o più pozzi attraverserà la roccia permeabile, immaginiamo una sandstone, la attraversa, scioglie l'uranio, quindi lo prende con sé e ovviamente servirà poi tirarlo su questo fluido. E lo si fa con altri pozzi, questa volta non iniettori ma produttori. Quindi da una parte avrò delle cannucce dove sparo fluidi, dall'altra avrò cannucce dove soffio il fluido arricchito di uranio, riportandolo in superficie. Il fluido poi seguirà un trattamento per andare a formare un prodotto simile allo yellowcake.
Questa tecnica ha dei pro e dei contro, come d'altronde qualsiasi altra tecnica. Da una parte c'è poco disturbo superficiale e non vengono generate rocce di scarto. Tuttavia, il corpo minerale deve essere permeabile ai liquidi utilizzati e posizionato in modo che non contaminino le acque delle falde acquifere. E il rischio maggiore è che proprio qua nel contaminare le falde acquifere. Quindi è chiaro che prima di qualunque tipo di estrazione, anche in questo caso, è necessario fare degli studi geologici molto approfonditi.
Questa polvere viene quindi pressata per formare piccoli pellet di combustibile e poi riscaldata per creare un materiale ceramico duro. I pellet vengono successivamente inseriti in tubi sottili noti come barre di combustibile. Vengono quindi raggruppati insieme per formare gruppi di combustibile. Il numero di barre di combustibili utilizzati per realizzare ciascun gruppo combustibile varia da circa 90 a ben oltre 200, a seconda del tipo di reattore. Una volta caricato il combustibile, normalmente rimane nel nocciolo del reattore per diversi anni.
L'uranio è l'elemento naturalmente stabile più pesante che ci sia. È il 65% più denso del piombo. Altro che piedi di piombo, dovremmo dire piedi d'uranio. Ma dove sta questo uranio? Per una volta, un elemento strategico non è in scena, ma non temete. Il dragone trova sempre un modo di fare affari con chi ha le risorse che gli mancano. Andiamo a vedere i tre paesi principali.
Il Kazakistan è il principale produttore mondiale di uranio. Nel 2019 ha prodotto il 43% del totale globale. Questo perché il Kazakistan estrae tantissimo, anche se non ha la riserva più grande del mondo. Diciamo che cerca di mungere la mucca più che può. Possiede infatti il 12% delle risorse mondiali di uranio e nel 2020 ne ha prodotte circa 19.500 tonnellate. Re neanche tanto rispetto ai suoi standard. La sua capacità ottimale è di circa 22.000-25.000 tonnellate di uranio all'anno. Chiusa l'unica centrale che aveva, il Kazakistan usa l'uranio per produrre pellet di combustibile da vendere a valore aggiunto. Al 2021, in costruzione un impianto di fabbricazione di combustibili con il 49% di capitale cinese. Eccola qui, la Cina che cercavamo, la terza consumatrice di uranio al mondo dopo Stati Uniti e Francia. A fare affari con il Kazakistan c'è anche la grande madre Russia. Le relazioni tra i paesi sono strette per due motivi principali: il paese asiatico era parte dell'URSS, non ha molta scelta dato che un terzo degli abitanti del paese è di etnia russa, la stessa percentuale più o meno che ha guidato la rivolta in Ucraina portando all'annessione da parte della Federazione Russa. Sapete come si dice? No, tieniti stretto gli amici, ancora più stretto i nemici.
Quante volte sentiamo parlare di Canada? Viaggi, buona qualità della vita, parchi naturali. Eppure, zitto zitto, il Canada è stato il più grande produttore mondiale di uranio per moltissimi anni. Pensate che la sola McArthur River Mine è arrivato a produrre il 15% dell'uranio mondiale, attestandosi oggi al 22%. Quest'uranio proviene principalmente dalle miniere della provincia del Saskatchewan, con risorse accertate di più di 600.000 tonnellate di ossidi di uranio. Ed esplorazione continua, il Canada ha un ruolo di primo piano nel soddisfare la futura domanda mondiale. Un business, insomma, mica da poco, dato che esporta l'85% di quello che estrae per un valore di circa 2 miliardi di dollari all'anno. Al 2019, stando alla World Nuclear Association, è stato estratto qui un quinto, un quinto del totale mondiale di uranio. All'inizio degli anni '90, il governo della regione aveva preso in considerazione l'eliminazione graduale dell'estrazione di uranio in quella provincia. Questa politica è stata successivamente revocata. I posti di lavoro sarebbero stati difficili da sostituire.
Al terzo posto abbiamo l'Australia, con 7.798 tonnellate di ossidi di uranio al 2019. L'Australia ha un asso nella manica: è il giacimento noto più grande della Terra, con tre miniere operative nel New South Wales e altre in progetto. Il sottosuolo australiano nasconde quasi un terzo dell'uranio totale mondiale. Quello usato a Fukushima viene da qui. Dato che l'Australia non usa energia nucleare, tutta la produzione viene esportata. È un quarto dell'export di energia dell'intero paese. Certo, potrebbe cambiare idea. Ha una forte dipendenza dal carbone e se ci fosse qualsiasi vincolo sulla generazione di elettricità a partire dal carbone, probabile dato che ha firmato l'accordo di Parigi sul clima, né converrebbe passare alla fissione. Anche qui, le proposte per chiudere tutto hanno incontrato resistenze. Tra posti di lavoro e miliardi in export, l'Australia non può permettersi di smettere di scavare.
Questi tre player producono il 70% dell'uranio globale. Agli altri non restano che le briciole. Parliamo del Niger, che vende quasi tutto alla Francia, degli Stati Uniti e della Namibia, che ha da poco fatto un grosso affare, immaginate con chi, di nuovo la Cina.
Piccola curiosità: anche in Italia c'è una miniera di uranio, ovviamente ormai chiusa, a Novazza, dove Novazza, minuscola frazione di Valgoglio, dove Valgoglio, tra la provincia di Bergamo e quella di Sondrio, dove Bergamo. La scoprì mezzo secolo fa. Leni, ma dopo il referendum antinucleare del 1987 fu chiusa.
Ci vediamo venerdì prossimo con questa rubrica e la prossima volta parleremo di litio. Ciao. [Musica]