Uranio: cos'è, da dove arriva e come si arricchisce

L'uranio è il metallo da cui parte tutta l'energia nucleare prodotta oggi nel mondo: dai giacimenti in Kazakistan, Canada o Namibia arriva, dopo una lunga serie di lavorazioni, alle barre di combustibile dei reattori. Capire che cos'è, da dove si estrae e perché va arricchito aiuta a leggere meglio il dibattito sul nucleare, in Italia e in Europa.

Uranio: cos'è e quali sono le sue caratteristiche

L'uranio è un elemento chimico con numero atomico 92: il suo nucleo contiene 92 protoni. È un metallo molto pesante, con una densità circa 18,7 volte superiore a quella dell'acqua, e fonde a 1.132 °C. Fu individuato nel 1789 dal chimico tedesco Martin Heinrich Klaproth nella pechblenda e prese il nome dal pianeta Urano, scoperto otto anni prima.

Non è un elemento raro. Secondo la World Nuclear Association, nella crosta terrestre se ne trovano in media da 2 a 4 parti per milione, più o meno quanto lo stagno, il tungsteno o il molibdeno. Il problema è trovarlo in concentrazioni tali da rendere conveniente l'estrazione.

In natura l'uranio è una miscela di isotopi, cioè atomi dello stesso elemento con un numero diverso di neutroni:

• uranio 238: circa il 99,3% dell'uranio naturale, con un tempo di dimezzamento di circa 4,5 miliardi di anni, simile all'età della Terra;
• uranio 235: circa lo 0,7%, ed è l'isotopo usato nelle centrali, perché è fissile.

Perché l'uranio 235 produce energia

Quando un nucleo di uranio 235 cattura un neutrone si divide in due frammenti più leggeri, libera calore e da due a tre nuovi neutroni. Se questi neutroni colpiscono altri nuclei si innesca una reazione a catena controllata, che produce molto calore da una quantità di materiale relativamente piccola. Il calore scalda l'acqua, il vapore fa girare una turbina e il generatore produce elettricità.

Anche l'uranio 238 ha un ruolo. È un materiale definito "fertile": catturando neutroni si trasforma in plutonio 239, che a sua volta si scinde. Nei reattori di oggi questo plutonio contribuisce a circa un terzo dell'energia prodotta dal combustibile, che resta nel nocciolo per circa tre anni.

Su scala mondiale l'uranio alimenta circa 440 reattori in 31 Paesi, che producono oltre 2.500 TWh all'anno, intorno al 9% dell'elettricità globale.

Da dove arriva l'uranio: i principali Paesi produttori

Nel 2024 le miniere di tutto il mondo hanno prodotto 60.213 tonnellate di uranio, una quantità che ha coperto circa il 90% del fabbisogno dei reattori; il resto arriva da scorte e fonti secondarie. Secondo i dati raccolti dalla World Nuclear Association sulla produzione mondiale di uranio, tre Paesi da soli valgono circa tre quarti del totale.

I metodi di estrazione sono tre. Il più diffuso, con circa il 55% della produzione, è la lisciviazione in situ: una soluzione viene pompata nel giacimento, scioglie l'uranio e torna in superficie, senza scavare la roccia. Circa il 40% arriva da miniere tradizionali, sotterranee o a cielo aperto, e il restante 5% è un sottoprodotto di altre attività minerarie, per esempio del rame.

L'Unione europea dipende dalle importazioni. Nel 2025, secondo l'Agenzia di approvvigionamento dell'Euratom, i principali fornitori di uranio naturale sono stati Canada e Kazakistan, mentre la Russia ha coperto poco meno del 16% delle consegne.

Dal minerale al combustibile: il ciclo dell'uranio

L'uranio estratto non può entrare direttamente in un reattore. Il ciclo del combustibile nucleare, dopo l'estrazione, prevede quattro passaggi:

1. Macinazione e trattamento chimico: il minerale viene frantumato e trattato per separare l'uranio. Si ottiene lo "yellowcake", una polvere di ossido di uranio (U₃O₈). Il minerale trattato rende tipicamente dallo 0,05% allo 0,20% di yellowcake.
2. Conversione: lo yellowcake viene trasformato in esafluoruro di uranio (UF₆), un composto che passa allo stato gassoso a temperature relativamente basse.
3. Arricchimento: il gas viene separato in cascate di centrifughe per aumentare la percentuale di uranio 235.
4. Fabbricazione: l'uranio arricchito diventa polvere di biossido di uranio (UO₂), pressata e cotta in pellet ceramici di circa un centimetro di diametro, inseriti in barre metalliche riunite in assemblaggi.

Consiglio: quando si leggono notizie sulla "dipendenza dall'uranio" conviene distinguere le fasi. Un Paese può comprare il minerale da un fornitore e affidare conversione, arricchimento e fabbricazione ad altri: la sicurezza degli approvvigionamenti dipende da tutta la catena, non solo dalle miniere.

Uranio arricchito e uranio impoverito

L'uranio arricchito è uranio in cui la quota di uranio 235 è stata portata sopra lo 0,7% naturale. Il combustibile della maggior parte dei reattori commerciali ne contiene tra il 3% e il 5%. Nelle centrifughe il gas ruota a oltre 50.000 giri al minuto: l'uranio 238, più pesante, si concentra verso la parete esterna, l'uranio 235 verso il centro. Una sola macchina separa poco, per questo se ne collegano molte in serie.

Molti progetti di reattori avanzati richiedono invece l'HALEU, uranio arricchito dal 5% fino a meno del 20%. Permette noccioli più compatti, cicli di funzionamento più lunghi e un uso più efficiente del combustibile.

L'uranio impoverito è il "resto" dell'arricchimento: un grande volume di materiale composto quasi solo da uranio 238, con circa lo 0,25% di uranio 235. Non è considerato un rifiuto, perché conserva un potenziale energetico e ha usi industriali e militari, per esempio come contrappeso negli aerei civili o nelle munizioni.

Domande frequenti

L'uranio è radioattivo?

Sì, ma l'uranio naturale lo è debolmente, perché i suoi isotopi decadono molto lentamente: l'uranio 238 impiega circa 4,5 miliardi di anni per dimezzarsi. Il combustibile esaurito che esce dal reattore è invece molto più radioattivo e va gestito con cura.

Che cos'è l'uranio 235?

È l'isotopo fissile dell'uranio, cioè quello che si scinde quando cattura un neutrone e rende possibile la reazione a catena. In natura rappresenta solo lo 0,7% circa dell'uranio, per questo il combustibile deve essere arricchito.

Qual è il primo produttore di uranio al mondo?

Il Kazakistan, che nel 2024 ha prodotto 23.270 tonnellate, circa il 39% del totale mondiale. Seguono Canada e Namibia.

L'Italia produce uranio?

No. Secondo l'Agenzia di approvvigionamento dell'Euratom, tutto l'uranio fresco usato nell'Unione europea arriva da Paesi extraeuropei. Il tema torna d'attualità con la legge delega sul nucleare approvata nel 2026 (legge 29 settembre 2026, n. 169), che avvia il percorso per un possibile ritorno delle centrali.