Características del uranio

El uranio es un metal denso con el símbolo químico U. Como metal puro, el uranio es pesado y metálico. Con una gravedad específica de aproximadamente 18.7, el uranio natural es casi tan pesado como el oro (alrededor de 19.3). Es un mal conductor de la electricidad, maleable y dúctil. El uranio es naturalmente radiactivo y emite radiación gamma. Existe en la naturaleza en varias formas isotópicas, de modo que el núcleo del átomo de uranio contiene 92 protones, pero un número variable de neutrones, que juntos se suman a la masa atómica.

Los principales isótopos son U-238, U-235y U-234. La mayor parte del peso del uranio natural consiste en átomos de U-238 (99.3 por ciento), mientras que U-235 (0.7 por ciento) constituye la mayor parte del resto, y U-234 (0.006 por ciento) solo una cantidad muy pequeña. El hecho de que el U-235 sea naturalmente fisionable, lo que significa que el núcleo puede dividirse con la consiguiente liberación de energía, hace que este isótopo específico sea valioso hoy en día como combustible en la generación de energía nuclear. El uranio se encuentra en pequeñas cantidades en más de 215 especies minerales, incluidos óxidos, fosfatos, carbonatos, sulfatos, arseniatos y silicatos. Los principales minerales, enumerados en la Tabla 1, generalmente contienen más del 45 por ciento de U.

Nombre del mineral	Fórmula química	Gravedad específica	U%
Uraninita / pechblenda	UO2	11.0 gm / cc	88 . 15
Finchite	Sr(UO2)2(V2O8)● 5H2O	2.61 gm / cc	59 . 9
Carnotita	K2(UO2)2(VO4)2● 3(H2O)	5.07 gm / cc	52 . 77
Ataúd	U(SiO4)0.9(OH)0.4	5.44 gm / cc	72 . 63
Tyuyamunita	Ca(UO2)2(VO4)2● 6(H2O)	3.80 gm / cc	51 . 85
Autunite	Ca(UO2)2(PO4)2● 11(H2O)	3.22 gm / cc	48 . 27
Torbernita	Cu(UO2)2(PO4)2● 11(H2O)	3.22 gm / cc	48 . 00

Cuadro 1: Minerales que contienen el elemento Uranio

Usos del uranio

El uranio es esencial en aplicaciones metalúrgicas domésticas que sirven a las tecnologías aeroespaciales, de defensa y energéticas (Fortier y otros, 2018). En el pasado, el uranio se usaba comúnmente como colorante en esmaltes cerámicos y vidrio, con colores que van desde el rojo anaranjado hasta el verde amarillento. El elemento se ha utilizado como catalizador de óxidos en la producción de plástico, así como en la industria eléctrica para la fabricación de electrodos de luz UV y resistencias en iluminación incandescente. El uso de compuestos de uranio por parte de los primeros fotógrafos a mediados de la década1800XX condujo al descubrimiento de la radiactividad espontánea.  

Geología del uranio

El uranio se encuentra naturalmente en más de 200 formas minerales dentro de las rocas, los suelos y el agua. Es común en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Por lo general, se encuentra en concentraciones muy bajas que van desde menos de 1 partes por millón (ppm) hasta aproximadamente 8 ppm, el uranio en la corteza terrestre tiene un promedio de alrededor de 2.5 ppm mientras que la concentración en el agua de mar es de aproximadamente 0.003 ppm. El uranio es un oligoelemento en muchos de los minerales comunes formadores de rocas. Los minerales que contienen uranio pueden formarse dentro de pegmatitas o vetas alteradas hidrotermalmente, o por la meteorización de otras rocas que contienen uranio. El uranio a menudo se asocia con depósitos de sulfuro que contienen minerales de níquel, hierro, zinc, plomo y cobre.

Sistema Mineral	Tipo de depósito	Provincias Geológicas
Meteorización química	Uranio superficial	Llanura Costera
Recarga meteórica	Arenisca alojado	Valle y Cordillera
Salmuera de la cuenca	Inconformidad y brechas relacionadas con la tubería	Piamonte, Cresta Azul
Quimioclina marina	Esquisto negro, fosforita	Valle y Cordillera, Llanura Costera
Metamórfico	Metasomatita, alojada en cizallamiento/cataclasita	Blue Ridge, Piamonte
Magmático	Peralcalino relacionado con ígneos, veta (relacionado con granito)	Piamonte, Cresta Azul
Óxido de hierro-apatita (IOA) y óxido de hierro, cobre, oro (IOCG)	Uranio albitita, brecha de hematita	Piamonte, Cresta Azul

Cuadro 2: Prospectivos sistemas minerales de uranio, tipos de depósitos (Hofstra y Kreiner, 2020) y provincias geológicas de Virginia

El uranio en la industria

Aunque Estados Unidos mantiene un suministro de uranio en el Arsenal de Defensa Nacional, Estados Unidos depende aproximadamente en un 95 por ciento de las importaciones de varios países, incluidos Canadá, Kazajstán, Australia y Rusia. El uranio se ha extraído en los Estados Unidos desde 1949y continúa hoy en día, aunque solo alrededor del 10 por ciento del uranio proviene de fuentes nacionales. El uranio se extrae o procesa en Nebraska, Wyoming, Utah, Nuevo México, Texas y Dakota del Sur. Las preocupaciones relacionadas con la minería y la producción de uranio incluyen la liberación de uranio en el suelo, el aire y el agua, donde la contaminación es un grave problema de salud.

El uranio nunca se ha extraído en Virginia, sin embargo, existe un lecho rocoso rico en uranio en toda la Commonwealth. El muestreo geoquímico reciente y el mapeo de la radiactividad natural mediante métodos de reconocimiento aéreo y terrestre han ayudado en gran medida a nuestra comprensión de la distribución del lecho rocoso enriquecido con uranio. En las provincias de Blue Ridge y Piedmont, estas formaciones suelen incluir rocas metaígneas ricas en sílice como el granito, rocas plutónicas ricas en álcalis y pegmatitas. En la provincia de Valley and Ridge, los esquistos negros carbonáceos a menudo contienen un contenido de uranio relativamente elevado. También se ha observado un enriquecimiento similar de uranio en lutitas negras depositadas en las cuencas mesozoicas. El enriquecimiento de uranio también puede estar asociado con la deposición de fosforitas en la llanura costera. La meteorización de la superficie de estas rocas puede proporcionar fuentes de uranio móvil (por ejemplo, minerales que contienen uranio arrastrados en las arenas de los sedimentos de los arroyos), pero los procesos naturales que concentran los minerales que contienen uranio en depósitos potencialmente explotables son complejos y han ocurrido muy raramente en el tiempo geológico.

Las primeras exploraciones en Virginia en busca de uranio y minerales asociados comenzaron a principios 19501910. Una publicación titulada "Uranio en Virginia" (Stow, 1955) describe el interés en ese momento en encontrar uranio en Virginia. Sobre la base de los modelos previamente conocidos de depósitos de uranio, se consideró que el mayor potencial para el descubrimiento de recursos comerciales se encontraba en la parte occidental del estado. A finales de la década 19701 y principios de la década 1980, se llevó a cabo el programa de Evaluación Nacional de Recursos de Uranio (NURE) bajo la Comisión Federal de Energía Atómica, explorando áreas en todo el este de los EE. UU. en busca de evidencia de radionúclidos. El programa empleó técnicas de exploración como estudios radiométricos aéreos, muestreo de sedimentos de arroyos y otras mediciones de superficie. Los resultados de estos estudios ayudaron a sentar las bases para mapear la distribución del lecho rocoso enriquecido con uranio en Virginia.

Datos aerorradiométricos de la Evaluación Nacional de Recursos de Uranio (NURE) que muestran eU (ppm) sombreado en color.
Fuente: USGS OFR 2005-1413

Condado de Pittsylvania

El mayor depósito de uranio sin explotar de los Estados Unidos es Coles Hill, en el condado de Pittsylvania. Varias compañías mineras llevaron a cabo programas de exploración de uranio y arrendamiento de tierras en Virginia durante los años 1970, lo que resultó en el descubrimiento del depósito Swanson por parte de Marline Uranium Corporation en Coles Hill en 1978. Marline perforó aproximadamente 256 pozos de exploración en Coles Hill entre 1980 y 1982.

Localizaciones prospectadas para uranio en Virginia

En 1982, Virginia promulgó el Título 45.1, Capítulo 21del Código de Virginia que rige la exploración de uranio y también incluyó una moratoria sobre la minería de uranio, que requería que se estableciera un programa para regular la minería por ley antes de que la Commonwealth pudiera aceptar solicitudes de permisos de minería de uranio. La moratoria sigue vigente en la actualidad. En 1983, se creó el Grupo Administrativo de Uranio (UAG, por sus siglas en inglés) y se le autorizó a contratar consultores para realizar estudios que evaluaran los costos y beneficios de la minería de uranio en lugares específicos del condado de Pittsylvania, e informar sus hallazgos a la Comisión de Carbón y Energía de Virginia en diciembre de 1983. En enero de 1984, la Comisión de Carbón y Energía aceptó la recomendación de la UAG de continuar y ampliar el alcance de los estudios bajo la supervisión del recién creado Grupo de Trabajo sobre Uranio (UTF), que informó sus hallazgos el 1de octubre de 1984 (informe final). Poco después de que se publicara ese informe, el precio de mercado del uranio disminuyó sustancialmente y las perspectivas de la demanda futura parecían limitadas. Sobre la base de los costos de producción previstos, el depósito de Coles Hill ya no se consideraba una empresa minera comercial viable y Marline Corporation abandonó sus arrendamientos minerales.

En 2005, los precios del uranio comienzan a aumentar y se renovó el interés en el sitio de Coles Hill. En 2007, Virginia Uranium, Inc. (VUI) solicitó y recibió un permiso de exploración para seguir explorando el depósito de Coles Hill. Los requisitos generales de la estatua de exploración de uranio se encuentran aquí.

En el 2008 período de sesiones de la Asamblea General se presentó un proyecto de ley para establecer una comisión legislativa encargada de examinar si la extracción de uranio debía realizarse en el Commonwealth. Como resultado, se llevaron a cabo varios estudios para revisar la salud pública y los problemas ambientales asociados con la minería y molienda de uranio, que culminaron en el informe 2012 emitido por el Grupo de Trabajo de Uranio que incluyó a personal del DMME, el Departamento de Calidad Ambiental (DEQ) y el Departamento de Salud de Virginia (VDH). Para obtener más información sobre estos estudios, visite el sitio web archivado de UWG.