Desde que el uranio es extraído del suelo produce en cada etapa enormes cantidades de residuos radiactivos con los que no se sabe qué hacer con ellos. La secuencia de operaciones encaminadas a la producción de armas nucleares o combustible para el funcionamiento de reactores nucleares, se denomina ciclo del combustible.
En muy pocos lugares del mundo hay uranio lo suficientemente concentrado como para que su extracción resulte económicamente rentable. Aún así en estos lugares hay que remover ingentes cantidades de tierra para conseguir cantidades apreciables de mineral útil.
El uranio después de ser aplastado, molido y bañado en ácido, es secado y empaquetado como concentrado de uranio o torta amarilla. Aunque ésta es sólo ligeramente radiactiva, la extracción y el proceso de molido del uranio expone a los trabajadores a la inhalación de polvo y del gas radón causando altos porcentajes de cáncer de pulmón en los mineros.
Más del 99% del mineral extraído se convierte en residuo radiactivo (estériles). Para conseguir una sola tonelada de torta amarilla se generan varios centenares de toneladas de estériles.
Para concentrar el uranio suficientemente para su uso, la torta amarilla debe ser primero convertida en un gas llamado hexafluoruro de uranio y posteriormente envasado y enviado a una planta de enriquecimiento.
El enriquecimiento es un complejo y costosísimo proceso por el que se incrementa artificialmente el porcentaje del isótopo U-235, que es capaz de fisionarse. Este proceso genera el cuádruple de residuos radiactivos que el uranio útil.
Una vez que el uranio ha sido enriquecido, se envía a una planta de fabricación de combustible donde se convierte en óxido de uranio, pasando a tener forma de polvo negro. Este polvo es comprimido en pequeñas pastillas que se introducen en largos tubos de metal llamados barras de combustible, que son cerradas herméticamente e insertadas en unos cartuchos, denominados elementos combustibles, y así el uranio ya está listo para ser utilizado en un reactor nuclear.
Dentro de un reactor nuclear tienen lugar una serie de reacciones nucleares que provocan que parte del combustible de uranio original se transforme en elementos extremadamente radiactivos, lo que convierte al combustible gastado en material sumamente peligroso, que emitirá una gran cantidad de radiactividad a lo largo de decenas de miles de años.
En algunos casos el combustible gastado no sufre más transformaciones y se considera ya residuo de alta actividad. En otros casos, los elementos gastados se mandan a una planta de reprocesamiento de combustible nuclear. Es un proceso que produce un volumen final de residuos radiactivos entre 160 y 189 veces mayor que el que entra inicialmente en el proceso.
Las barras de combustible gastado, después de cortadas, son disueltas en soluciones de ácido. Después de diversos tratamientos químicos, se separan algunos de los productos radiactivos. De este proceso surgen tres productos:
Residuos de alta radiactividad, uranio que puede ser reintroducido en el ciclo de fabricación del combustible y plutonio, el material utilizado para la fabricación de bombas atómica.
