EXPLORACION DEL URANIO EXPLORACION DEL URANIO

Instituto Peruano de Energía Nuclear
INSTITUTO DE INGENIEROS DE MINAS DEL PERU
EXPLORACION DEL URANIO
ANALISIS Y SUS
APLICACIONES
DIRECCION DE SERVICIOS
División de Industria e Hidrología
Ing. Jacinto VALENCIA HERRERA
Lima, 08 Julio de 2010
IPEN : Trabajando en las fronteras de la ciencia
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EXPLORACION
DEL
URANIO
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¿ POR QUE EL URANIO?
441 centrales nucleares en el mundo,
en el 2008 generaron 363.82 GWe
(17% de la generación eléctrica mundial).
Una central nuclear de 1GWe de capacidad evita la
74 Mt de dióxido de carbono si
emisión de cerca de 1
1.74
ésta desplaza a una central térmica de carbón de la
misma capacidad.
El aumento de la necesidad mundial de energía.
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Uranio: Propiedades físicas
El uranio es radiactivo – fuente de radiación nuclear
Prospección de uranio por métodos geofísicos:
Método directo: medida de la radiactividad (propagación
limitada de la radiación nuclear)
Métodos geofísicos indirectos – en el emplazamiento geológico.
El uranio puede ser detectado por sus propiedades físicas y
químicas. Los efectos de la ionización son utilizados para la
l
localización
li ió de
d zonas radiactivas.
di ti
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LA RADIACTIVIDAD
Ley
y del decaimiento radiactivo: expresa
p
el
decrecimiento en el número de átomos de un
radionucleído con el tiempo.
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PROFUNDIDAD DE DETECCION DE LA RADIACIÓN GAMA
La penetración de los rayos gama a través del suelo es limitada. La
profundidad de detección depende de la energía de los rayos gama.
U,Th y K, el 98% de la radiación detectada en superficie
procede de un máximo de 35 cm de suelo.
Halos radiactivos mecánicos, químicos o gaseosos, exhiben
concentraciones anómalas de uranio en 4-20 ppm de uranio. Los
halos radiactivos son los blancos para la exploración de uranio.
uranio
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EQUIPOS DE MEDICIONES RADIOMETRICAS
Mediciones
de
M di i
d campo y
laboratorio, están basadas
principalmente en las
propiedades de ionización
y el uso de instrumentos
que convierten la
radiación en señales
eléctricas.
lé t i
Típicos instrumentos
radiométricos consisten de
un detector y el circuito
medidor del instrumento
que evidencia la presencia
de radiactividad (señal)
(
)
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CALIBRACION DE EQUIPOS DETECTORES
El OIEA en 1989
introdujo la facilidad
de calibración para
equipos
equ
pos radiometricos
ad o et cos
de campo.
Implementó un “pad”
de calibración portátil
para espectrómetros
terrestre y aéreos de
rayos gamma (1m
(1 x
1m x 0.3 m.)
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El descubrimiento de casi el 100% de los recursos identificados
d uranio
de
i actuales
t l , incluyendo
i l
d los
l grandes
d depósitos
d ó it de
d
Canadá y Australia ocurrieron en los años 70-80 debido a una
fuerte inversión en exploración.
Los más importantes modelos: disc del proteroz, tipo Olympic
Dam y el de U. en areniscas, adecuado p
para ISL.
Ahora la exploración necesita de un “modelo conceptual”
El estimado de tiempo promedio entre la exploración y
producción de uranio es de 10-15 años
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F IL O S O F IA D E L A E X P L O R A C IO N D E U R A N IO
POR METODOS GEOFISICOS
LLa filosofía
fil
fí global
l b l en la
l exploración
l
ió de
d uranio
i asume
que la mayoría de depósitos de uranio superficiales y
cerca de esta en áreas cubiertas por prospección, ya
f
fueron
llocalizados
li d por métodos
é d directos
di
(radiometricos)
( di
i )
Para localizar depósitos de uranio subsuperficiales
(ocultos), es recomendable métodos geofísicos,
métodos indirectos (magnetometria, electromagnético,
sísmico y gravimétrico)
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DISTRIBUCION GEOGRAFICA DE LOS
RECURSOS DE URANIO
La distribución geográfica de
los recursos de uranio sigue
siendo muy variada.
Actualmente el uranio es
extraído en 20 países, incluido
Irán que es el último participante.
C
Canadá
dá y A
Australia
t li en la
l
actualidad representan el
44% de la producción
mundial de uranio.
Otros productores mayores de
uranio: Kazajstán (13%),
Níger (9%), Rusia (8%),
Namibia (8%), Uzbekistán
(6%), y USA. (5%).
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METODOS DE EXPLORACION DE URANIO
Métodos Geofísicos:
- Radimetria .- método directo de exploración. el U y
sus productos de desintegración pueden
llevar a localizar minerales de uranio.
- Gravimetria,
i
i magnetometria,
i sísmica
í i y métodos
é d
geo-eléctricos - métodos indirectos de exploración.
S utilizados
Son
tili d para mapeo geológico
ló i y buscar
b
estructuras favorables para la concentración de U
- Perfilaje geofísico.geofísico utilizado en la exploración y la
estimación de reservas de uranio.
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METODOS DE EXPLORACION DE URANIO
Método Geoquímico:
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DEPOSITOS DE URANIO EN ARENISCAS
Tipos principales de depósitos de uranio en areniscas:
1. Tipo Tabular
3. Tipo “Roll Front”
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2. Tipo Canalización basal
4. Tipo Litológico-tectónico
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Depósitos Tabulares
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Depósitos en canalización basal
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Celda Geoquímica, corte vertical mostrando la ubicación los
ambientes oxidante y reductor
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RollRoll-Front
Exposure
TurkeyTurkey
Creek Creek
Roll-Front
Exposure
mines produced
produced18,000
18,000lbs
lbsU3O8
U3O8(late
(late1950’s)
1950’s)
2 mines
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Depósitos con control litolito-estructural
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DISTRIBUCION MUNDIAL DE LOS DEPOSITOS DE URANIO EN ARENISCAS
Cortesia de CAMECO
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PROSPECCION DE URANIO
EN EL PERÚ
OCURRENCIAS URANIFERAS Y SUS
ASOCIACIONES METALOGENETICAS
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AMBIENTES GEOLOGICOS REGIONA LES
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FAVORABILIDAD GEOLOGICO-URANIFERA
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MAPA GEOLOGICO DEL NORTE DEL DPTO. DE PUNO
Escala: 1:500,000
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MINERAL AUTUNITA
CONCENTRADO DE URANIO
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PLANO DE CONCESIONES
POR URANIO EN PUNO
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P R O Y EC TO R
PROYECTO
REGIONAL
EGION AL O
OIEA,
IEA, R
RLA
LA 0
03/010
3/ 010
“Mejora regional de las técnicas de prospección ,
explotación y producción de concentrado de uranio
teniendo en cuenta los aspectos ambientales”
OBJETIVOS:
OBJETIVOS
• Formar nuevos cuadros de profesionales en el tema de uranio para la
identificación de nuevas áreas de interés para la exploración.
exploración
• Mejorar el conocimiento del potencial uranífero del territorio nacional.
• El ordenamiento ambiental en la exploración y minería de uranio.
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Mecanismos de Precipitación de Uranio
™Mecanismos
Mecanismos fisico-químicos
•Pérdida de Eh
- Materia orgánica
- Sulfuro de Fe
- Especies
p
acuosas reducidas
•Actividad electromecánica
•Adsorción
™Mecanismos geológicos
- Interacción agua-roca
- Mezcla de fluidos
- Actividad microbiológica
™Barreras geoquímicas complejas
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DISPOSITIVO
GEOTECTONICO ANDINO
(TECTONICA DE PLACAS)
Distribución de la
Rocas Igneas del
Perú
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Concepto Metalogenético : Roca aporte-Roca receptora
en ell Ciclo
Ci l Geoquímico
G
í i del
d l Uranio
U
i
• Identificar condiciones favorables a la ocurrencia de uranio
• Revisión de los granitos hercinianos de la Cordillera Oriental,
elevado back ground.
- Trabajos efectuados, Granito de San Ramón (Cordillera
Blanca) y Vilcabamba.
- Previsto: Granitos de Villa Azul, Querobamba ...
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PROYECTOOIEA
PROYECTO
OIEA RLA
RLA 03/010
03/010
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ANALISIS
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ENERGIA NUCLEAR
La energía nuclear es una tecnología probada y
tiene el potencial de generar virtualmente energía
ilimitada sin emisiones importantes de gases de
efecto
f
iinvernadero.
d
ene gía nuclear
n clea puede
p ede con
e ti se en una
na de las
La energía
convertirse
principales opciones en contribuir a la mitigación
de los GEI
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La Fiebre del Uranio
La demanda por Uranio ha crecido fuertemente en los
últimos años, impulsada por la cada vez mayor necesidad
de energía siendo la energía nuclear fuente segura de
generación eléctrica.
AEN indica que actualmente operan 103 plantas
nucleares en los Estados Unidos, las cuales suministran
el 20% de la electricidad requerida.
El Departamento de Energía de EE.UU (DOE), señala que
existen 441 centrales nucleares en 31 países y generan
el 17% de la electricidad mundial.
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Formación del precio del uranio
1.
1940-1969 Obtención de artefactos nucleares
2.
1970-1984 Acumulación del inventario comercial
3.
1985-2003 Liquidación del inventario
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O rig e n de
Origen
d e lo
los
s S
Suministros
u m in is tro s d
de
e U
Uranio
ra n io
Suministros de uranio:
1.-
Suministros primarios: minería de uranio.
2.-
Suministros
secundarios:
a
partir
enriquecimiento de uranio
natural,
de
inventarios
de
bajo
j
enriquecimiento,
q
,
reprocesamiento y de la desactivación
inventario militar.
Proceden de países de Europa del Este.
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del
los
del
del
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APLICACIONES
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ACUERDO
A C U E R D O “MEGATONS
“ M E G A T O N S TO
T O MEGAWATTS”
M E G A WATTS ”
En 1994 como resultado del acuerdo entre Rusia y
USA. de “Megatons
g
to Megawatts”
g
Rusia propietario de un considerable stock de
uranio
i natural,
t l más
á ell d
de procedencia
d
i d
de lla dil
dilución
ió
de uranio enriquecido de alto grado, lo está
suministrando a occidente desde 1997
1997.
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TECNOLOGIA DE REACTORES
Es descrita en términos de “generación”
Reactores de I Generación: Los primeros prototipos de la
época pionera, diseñados y probados a un escalamiento
rápido, sin estandarización y regulaciones todavía en
desarrollo ya han sido desinstalados
desarrollo,
desinstalados.
Reactores de II Generación: reactores que están operando
actualmente, suministran el 17% de electricidad mundial
Reactores de III Generación: están siendo construidos en la
actualidad, por Taiwan, Finlandia, Francia y China, todos
ellos moderados por agua.
Construidos después
p
del accidente de Chernobil,, difícil de
fundir su núcleo
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TIPOS DE REACTORES NUCLEARES
•
•
•
•
Reactor a agua
g p
presurizada PWR
Reactor a agua en ebullición BWR
Reactor a agua pesada HWR (o CANDU)
Reactor moderado por grafito y refrigerado
por agua (RBMK)
• Reactor refrigerado por gas GCR
• Reactor reproductor rápido FBR
IV GENERACION DE REACTORES
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Centrales Nucleares
en el Mundo
Distintas
tecnologías:
Refrigeración:
por Agua, agua pesada,
gas o metal líquido.
Moderación:
por agua, agua pesada,
grafito R.
grafito,
R Rápido
Tipo
p
BWR
FBR
GCR
LWGR
PHWR
PWR
Total:
Unidades
94
2
18
16
44
265
439
MW(e)
Total
85287
690
9034
11404
22358
243429
372202
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C os tos de producción de 1 kWh para algunas
fuentes controlables y no controlables
controlables.
Las centrales nucleares producen electricidad a costos
relativamente estables, ya que el costo del combustible
representa una pequeña fracción del costo total de
producción
El uranio
anio en b
bruto
to representa
ep esenta 5% y una
na vez
e tratado,
t atado 15%
En las centrales de gas el combustible representa en
torno al 75% del costo total de producción.
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Ejemplo de costo para obtener 1 kg. de UO2
como combustible
U3O8
Conversión
8Kg X $58.00
$ 464.00
7 Kg. U X $12
$
84.00
E i
Enriquecimiento
i i t
4 8 SWU X $114.00
4.8
$114 00 $ 547.20
547 20
Fabricación del
combustible
Por Kg. de UO2
$ 240.00
Total redondeado
$ 1,335.00
•Impacto
p
en la g
generación :
1Kg de UO2 rinde 3,400 GJ térmicos , lo cual a su vez permitiría generar 315,000 KWh
•Por lo q
que el costo relacionado con el combustible sería:
1,335 USD/ 315,000 KWh = 0.48 USD/KWh
Fuente: The Economics of Nuclear Power, Julio 2009
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BENEFICIOS DE LA ENERGIA NUCLEAR
Agricultura
g
y Alimentación.- en control de p
plagas,
g
Irradiación de semillas se consiguen
g
mutaciones que dan lugar a nuevas variedades más resistentes y productivas.
Conservación de alimentos.- cierto tipo de radiación, inofensiva para la salud humana,
para aumentar el período de conservación de varios alimentos.
Hidrología.- En estudios de aguas tanto superficiales como subterráneas.
Medicina.- En veterinaria, para crear radiovacunas para enfermedades parasitarias del
ganado. Fármacos radiactivos para estudiar diversos órganos, terapias nucleares para combatir
el cáncer, la energía nuclear como técnica de diagnóstico (radioinmunoanalisis)
Medio Ambiente.- detectar diversos contaminantes: técnica de AAN
Industria e investigación.- gammagrafía y Neutrografía como método no destructivo de
control de calidad. También se utiliza en arqueología, como la prueba del Carbono-14.
En el campo de la biología, el uso de ciertos compuestos radiactivos ha permitido observar
actividades biológicas, lo que ha supuesto un gran impulso a la investigación genética.“
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CONCLUSIONES
Existen reservas mundiales de uranio para cubrir la demanda a mediano y largo plazo. Las
dificultades técnicas están superadas o en vías de serlo.
El desarrollo económico, el crecimiento de la demanda de energía limpia y los retos
medioambientales harán necesaria más exploración
p
de uranio.
La exploración de los minerales de uranio está íntimamente ligada a la demanda, al precio
de venta y a la expectativa del mercado a mediano plazo.
La repercusión
L
ió de
d esta
t demanda
d
d en ell suministro
i i t primario
i
i se verá
á reflejada
fl j d en intensificar
i t
ifi
la
l
exploración para descubrir y desarrollar nuevos centros productores de uranio, teniendo
mejores posibilidades países con filiación uranífera, como el territorio peruano.
El aumento del precio del petróleo,
petróleo obliga recurrir a otros tipos de energías (gas
(gas, uranio
uranio,
etc), la futura demanda mundial de electricidad, especialmente por China, India y Rusia,
indica que el precio del uranio se va a incrementar en los siguientes años.
Nuevas áreas uraníferas para exploración de uranio en el Perú,
Perú alentarán la inversión en
minería de uranio.
Los próximos cuatro años serán importantes para alcanzar un consenso sobre una estrategia
energética realista y sostenible, que incluirá a la energía nuclear como parte de la solución.
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Instituto Peruano de Energía Nuclear
Muchas Gracias
Por su Atención
WWW.ipen.gob.pe
Telf.: 4885050 (243)
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