La caccia all'uranio e i costi di una centrale

L’uranio è un metallo non molto abbondante, ma meno raro rispetto a metalli di uso più comune come l’argento. Nella crosta terrestre la concentrazione media dell’uranio è di circa 3 parti per milione (ppm): 3 grammi per ogni tonnellata di roccia. Tuttavia per estrarre in modo economicamente conveniente l’uranio occorre trovare minerali in cui la concentrazione sia molto più elevata, dell’ordine delle centinaia di ppm (circa mezzo kg per tonnellata).

Il dibattito sulle riserve di uranio effettivamente sfruttabili è acceso e contraddittorio: si trovano citati numeri che vanno da poche decine a molte centinaia di milioni di tonnellate. L’unica certezza è che si tratta di una risorsa finita, che raggiungerà un picco di produzione per poi declinare.

Tra i Paesi detentori di riserve significative di uranio non vi è una sola nazione dell’Unione Europea e questo rende oggettivamente peregrine le affermazioni di chi indica il nucleare come una strada verso l’autosufficienza energetica europea.

Un processo lungo e inquinante

Quando si sente parlare di impianti nucleari civili, pare che si tratti di una sorta di tecnologia miracolosa, che crea energia dal nulla, senza emettere gas serra e senza produrre alcun tipo di inquinamento. La realtà è diversa. Il ciclo industriale dell’energia nucleare richiede, oltre a un gigantesco investimento economico, anche un enorme investimento energetico. Questo è principalmente basato sui combustibili fossili, come accade anche per tutte le fonti energetiche alternative, incluse le rinnovabili.

La produzione del combustibile nucleare è un processo lungo, complesso, inquinante ed energeticamente dispendioso.

Una centrale nucleare standard da 1000 MW richiede 160 tonnellate di uranio, circa 30 delle quali sono rimpiazzate ogni 18 – 24 mesi.

Partendo da granito ricco in uranio (1000 ppm), per ottenere le 160 tonnellate di combustibile occorre processare 160000 tonnellate di materiale e i lavori in miniera implicano lo sbancamento di quantità ancora maggiori di roccia.

Le miniere e le cave devono essere tenute sgombre da infiltrazioni di acqua, che spesso è riversata nei bacini circostanti, con immissione di metalli pesanti e isotopi radioattivi. Nelle miniere sotterranee inoltre è presente gas radon, radioattivo.

Arricchimento e ritrasformazione

Per ottenere yellowcake «raffinato», che contiene l’80% di ossidi di uranio, principalmente U3O8, il minerale estratto va portato presso un impianto industriale speciale per essere sminuzzato e trattato con acidi forti e altre sostanze.

Per poterlo usare nei reattori, l’uranio va poi arricchito nell’isotopo fissile 235U, portandolo dalla percentuale naturale (0,7%) al 3–4%. L’ossido U3O8 è trasformato in uranio esafluoruro (UF6), che è sottoposto a processi di ultracentrifugazione, energeticamente molto dispendiosi.

L’UF6 va infine ritrasformato con complicati processi chimici in barrette di UO2 grosse come un filtro di sigaretta, inserite poi in barre di zirconio lunghe 3,5 metri e spesse circa un centimetro. Una centrale da 1000 MW contiene centinaia di barre di questo tipo.

Il tempo di ritorno (payback time) di un impianto energetico è il tempo necessario affinché l’impianto restituisca l’energia spesa per fabbricarlo. Per le centrali nucleari questo parametro è difficile da valutare e viene raramente preso in considerazione.