Cos'e' l'uranio impoverito

E' il risultato della raffinazione dell'uranio a scopi militari, o per il suo uso all'interno di particolari reattori nucleari destinati all'uso militare.
L'uranio è una miscela naturale di tre isotopi, tutti radioattivi: la composizione approssimativa dell'uranio naturale, con i relativi tempi di dimezzamento è:

	Massa %	Tempo di Dimezzamento
U-234	0.0054%	247 mila anni (emissione alfa)
U-235	0.7110%	710 milioni di anni (emissione alfa)
U-238	99.2836%	4.51 miliardi di anni (emissione alfa)

Ci sono vari modi per separare questi due isotopi, ma nessuno riesce a separarli del tutto, per ragioni tecnologiche e di scelte economiche. E' quindi corretto sia parlare di uranio "impoverito" che di uranio arricchito nella sua frazione 238.

L'uranio naturale è sufficientemente radioattivo da impressionare una pellicola fotografica in circa un'ora. L'uranio impoverito manifesta circa il 60% di questa attività. Impressiona una pellicola, quindi, in circa un'ora e venti.

Quando l'U-235 è stato estratto dall'uranio naturale, l'uranio rimanente viene chiamato "depleted uranium" perché è stato privato dell'U-235. Esso contiene tipicamente ancora lo 0.25-0.4% di U-235 dato che non è economico estrarre l'U-235 in concentrazioni così basse (è più economico comprare semplicemente nuovo uranio naturale a concentrazione più alta). La concentrazione in U-235 delle "code" americane era dello 0.2531% nel 1963, salita allo 0.30% negli anni '70. A causa del recente calo del costo dell'uranio, negli ultimi anni c'è stata una tendenza all'innalzamento della concentrazione delle code. Gli USA possiedono circa 560.000 tonnellate di uranio impoverito sotto forma di esafluoruro (UF6) attualmente stoccate in cilindri nei tre impianti di diffusione gassosa del DOE: Paducah, Kentucky; Portsmouth, Ohio e Oak Ridge, Tennessee. (Questo non è probabilmente l'inventario completo.)

L'uranio impoverito è radioattivo circa la metà di quello naturale, quasi interamente a causa della rimozione dell'U-234, ma le sue proprietà sono identiche.
Dato che l'utilizzo maggiore dell'uranio è per i reattori di potenza, l'uranio esaurito è un prodotto di scarto di scarso valore. Trovare utilizzi per gli accumuli di uranio impoverito è stato un problema per gli impianti di arricchimento.
Gli usi trovati per esso sono stati di solito collegati alla sua alta densità e al costo comparativamente basso.
I suoi due usi più importanti sono come materiale per la schermatura dalle radiazioni e come contrappeso in applicazioni aerospaziali, come per le superfici di controllo degli aerei.

Esso è usato estensivamente nei pozzi petroliferi nelle sinker bars, pesi usati per fare affondare strumenti nei pozzi pieni di fango.
E' stato usato anche in rotori giroscopici ad alte prestazioni, nei veicoli di rientro dei missili balistici e negli yacht da competizione.
In modo più conosciuto viene usato nelle munizioni anticarro degli USA.

Se adeguatamente legato e trattato col calore (legato con 2% di Molibdeno o 0.75% Titanio; temprato rapidamente a 850°C in olio o acqua, successivamente mantenuto a 450 gradi per 5 ore) l'uranio diviene duro e resistente come l'acciaio temperato per utensili (forza tensile 1600 MPa). In combinazione con la sua grande densità questo processo lo rende molto efficace contro le corazzature, decisamente superiore al molto più costoso tungsteno monocristallino, il suo principale competitore. Il processo di penetrazione polverizza la maggior parte dell'uranio che esplode in frammenti incandescenti quando colpisce l'aria dall'altra parte della corazzatura perforata aumentandone l'effetto distruttivo.
Circa 300 tonnellate di uranio esaurito sono state sparate durante Desert Storm (principalmente dai cannoni GAU-8 30-mm degli aeroplani d'attacco A-10, ogni proiettile dei quali conteneva 272 grammi di uranio esaurito).

Esso viene anche usato nelle corazzature avanzate, come quelle usate dal nuovo carro armato M-1 Abrams.
Negli anni '60, l'esercito US iniziò ad interessarsi all'uso dell'uranio impoverito perchè è estremamente denso, piroforo (capace di accendersi spontaneamente) e facile da reperire a basso costo e in grandi quantità.
I penetratori ad energia cinetica sono dense barre metalliche che possono perforare una corazza quando sono sparate contro di essa ad alta velocità.
Il tungsteno e l'uranio impoverito sono i due metalli pesanti più adatti a questo uso.

L'uranio impoverito è disponibile in quantità maggiori e a costo inferiore del tungsteno, ed è anche lievemente superiore in efficacia. Esso, tuttavia, è radioattivo e più tossico del tungsteno.
Entrambi vengono usati negli arsenali americani e delle altre forze armate nel mondo. Una ragione non secondaria della preferenza per l'uranio al tungsteno è politica: gli USA, infatti, importano circa la metà del loro fabbrisogno di tungsteno dalla Cina, considerata un "alleato poco affidabile" in caso di guerra.
Le vicende legate al bombardamento dell'ambasciata cinese a Belgrado nel maggio 1999 sembrano dare nuovo senso a questa affermazione.

Il rapporto della Science Applications International Corporation (SAIC) del luglio 1990 chiamato "Kinetic Energy Penetrator Environmental and Health Considerations" ha confrontato i pro e i contro dell'uso di penetratori ad energia cinetica basati sul tungsteno e sull'uranio impoverito.
Il rapporto recita: "Sebbene si conoscano meglio gli effetti sanitari delle leghe di uranio di quelli delle leghe di tungsteno, le informazioni comparabili sulla tossicità chimica indicano che il DU insolubile è circa 25 volte più tossico del tungsteno insolubile e che il DU solubile è 20 volte più tossico del tungsteno solubile quando l'esposizione sia nei limiti ammessi dai regolamenti."

La tossicità significativamente più alta dell'uranio esaurito ha portato il SAIC a dichiarare: "Le necessità di decontaminazione delle basi e del campo di battaglia e l'esposizione in combattimento dei soldati sembrerebbero favorire il tungsteno sebbene queste questioni rimangano irrisolte come trattato più avanti in questo rapporto."
Il SAIC raccomanda "uno sforzo di miglioramento balistico a lungo termine per il tungsteno... che tenga in considerazione le interazioni tra penetratore ed obiettivo e tenti di determinare una ingegneria dei materiali appropriata a promuovere migliori qualità balistiche terminali".

L'uranio impoverito viene usato anche per rinforzare la corazza dei carri armati Abrams della serie M1. Quando usato in questo modo, il DU viene inserito in una "foglia" nel normale acciaio del tank, poi saldato. Il dispositivo di armatura al DU dei tak della serie M1 viene chiamato Abrams Heavy Armor, o AHA. Le torrette dei tank contenenti dispositivi AHA sono marcate con una "U" (per uranio) stampata o saldata vigino al lanciagranate destro come parte del numero di serie della torretta.

Da notare che molte altre armi sono candidate a contenere uranio impoverito.
Esse sono sottoposte al segreto militare. In un documento del 1999, vengono presentati come "candidati" alla presenza di UI sotto forma di penetratore o di rivestimento corazzante i seguenti sistemi d'arma:
- Missile Cruise Tomahawk (Silos corazzati o ambienti sotterranei)
- BLU-107 Durandal (Distruzione di strade)
- BLU-109/B (Silos corazzati)
- GBU-28 Laser guided bomb (ambienti sotterranei)
- AGM-114 Hellfire API Armour Piercing Incendiary

Si noti che non ci sono conferme per questi sistemi d'arma, tuttora secretati.