Uranium làm giàu được sản xuất lần đầu tiên vào đầu những năm 1940 khi Hoa Kỳ và Anh bắt đầu các chương trình vũ khí hạt nhân của họ. Cuối thập kỷ này, Pháp và Liên Xô bắt đầu các chương trình vũ khí hạt nhân và năng lượng hạt nhân.Uranium đã cạn kiệt ban đầu được lưu trữ dưới dạng một sản phẩm thải không thể sử dụng (uranium hexaflorua) với hy vọng rằng các quy trình làm giàu được cải thiện có thể trích xuất số lượng bổ sung của đồng vị U-235 phân hạch. Sự phục hồi làm giàu lại của uranium-235 còn lại hiện đang được thực hiện ở một số nơi trên thế giới; ví dụ năm 1996, hơn 6000 tấn đã được nâng cấp tại một nhà máy của Nga. [14]

Có thể thiết kế các lò phản ứng tạo ra năng lượng dân sự bằng cách sử dụng nhiên liệu chưa được làm giàu, nhưng chỉ khoảng 10% [15] trong số những lò từng được chế tạo (như lò phản ứng CANDU) sử dụng công nghệ đó. Do đó, hầu hết các lò phản ứng dân sự cũng như tất cả các lò phản ứng hải quân và sản xuất vũ khí hạt nhân đều yêu cầu nhiên liệu chứa U-235 tập trung và tạo ra uranium cạn kiệt.

Vào những năm 1970, Lầu năm góc báo cáo rằng quân đội Liên Xô đã phát triển lớp giáp bọc thép cho xe tăng Warsaw Pact mà đạn của NATO không thể xâm nhập. [ cần dẫn nguồn ] Lầu năm góc bắt đầu tìm kiếm vật liệu để chế tạo các loại đạn xuyên giáp dày đặc hơn. Sau khi thử kim loại khác nhau, vũ khí các nhà nghiên cứu giải quyết trên uranium nghèo.

Quân đội Hoa Kỳ và NATO đã sử dụng các vòng tròn DU xâm nhập trong Chiến tranh vùng Vịnh năm 1991, chiến tranh Bosnia, [16] ném bom Serbia, cuộc xâm lược Iraq năm 2003, [17] và cuộc không kích vào ISIS ở Syria. [18] Người ta ước tính rằng từ 315 đến 350 tấn DU đã được sử dụng trong Chiến tranh vùng Vịnh năm 1991. [19]

Sản xuất và sẵn có

Kim loại urani tự nhiên chứa khoảng 0,71% U-235, 99,28% U-238 và khoảng 0,0054% U-234. Việc sản xuất uranium được làm giàu bằng cách sử dụng sự phân tách đồng vị tạo ra uranium cạn kiệt chỉ chứa 0,2% đến 0,4% U-235. Bởi vì uranium tự nhiên bắt đầu với tỷ lệ U-235 thấp như vậy, việc làm giàu tạo ra một lượng lớn uranium cạn kiệt. Ví dụ, sản xuất 1 kg uranium làm giàu 5% cần 11,8 kg uranium tự nhiên và để lại khoảng 10,8 kg uranium cạn kiệt chỉ có 0,3% U-235.

Các Nuclear Regulatory Commission (NRC) định nghĩa uranium cạn kiệt như uranium với một tỷ lệ phần trăm của 235 U đồng vị đó là ít hơn 0,711% tính theo trọng lượng (xem 10 CFR 40,4). Các thông số kỹ thuật quân sự chỉ định rằng DU đượcBộ Quốc phòng Hoa Kỳ (DoD) sử dụng chứa ít hơn 0,3% 235 U. [20] Trên thực tế, DoD chỉ sử dụng DU chứa khoảng 0,2%235 U. [20]

Uranium đã cạn kiệt được sản xuất thêm bằng cách tái chế nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, [21] trong trường hợp này có chứa dấu vết của neptunium và plutonium. [22] Số lượng rất nhỏ đến mức chúng được coi là không có ý nghĩa X quang nghiêm trọng (thậm chí) bởi ECRR. [23]

Uranium hexafluoride

Hầu hết uranium cạn kiệt được lưu trữ dưới dạng uranium hexaflorua, một chất rắn tinh thể độc

hại, (D) UF 6, trong các xi lanh bằng thép trong các kho lưu trữ ngoài trời gần các nhà máy làm giàu. Mỗi xi lanh chứa tới 12,7 tấn (14 tấn ngắn) UF6. Ở Hoa Kỳ, 560.000 tấn UF 6 đã cạn kiệt đã tích lũy vào năm 1993. Năm 2008, 686.500 tấn trong 57.122 xi lanh lưu trữ được đặt gần Portsmouth, Ohio; Sồi Oak, Tennessee; và Paducah, Kentucky. [24] [25]

Việc lưu trữ DUF 6 có rủi ro về môi trường, sức khỏe và an toàn vì tính không ổn định của hóa chất. Khi UF 6 tiếp xúc với hơi nước trong không khí, nó sẽ phản ứng với độ ẩm để tạo ra UO 2 F 2 (uranyl florua), một chất rắn và HF (hydro florua), một loại khí, cả hai đều có khả năng hòa tan và độc hại cao. Chất rắn uranyl fluoride hoạt động để rò rỉ, hạn chế sự thoát ra ngoài của UF 6 đã cạn kiệt. Sự giải phóng khí hydro florua vào khí quyển cũng bị chậm lại do sự hình thành phích cắm. [26]

Giống như bất kỳ hợp chất uranium nào khác, nó là chất phóng xạ, và nên có biện pháp phòng ngừa. Nó cũng có độc tính cao. Uranyl fluoride ăn mòn và có hại khi hít phải, ăn hoặc hấp thụ qua da. Nuốt phải hoặc hít phải có thể gây tử vong. Ảnh hưởng của tiếp xúc có thể bị trì hoãn. [27]

Đã có một số vụ tai nạn liên quan đến uranium hexafluoride ở Hoa Kỳ, trong đó có một vụ trong đó 32 công nhân đã tiếp xúc với đám mây của UF 6 và các sản phẩm phản ứng của nó vào năm 1986 tại một cơ sở chuyển đổi uranium thương mại Gore, Oklahoma. Một người chết; trong khi một số công nhân tiếp xúc nhiều hơn bị tổn thương thận ngắn hạn (ví dụ nhưprotein trong nước tiểu), không ai trong số họ cho thấy thiệt hại lâu dài do tiếp xúc với uranium. [28] Chính phủ Hoa Kỳ đã chuyển đổi UF 6 đã cạn kiệt thành các oxit urani rắn để sử dụng hoặc thải bỏ. [29] Việc xử lý toàn bộ hàng tồn kho DUF 6như vậy có thể có giá từ 15 triệu đến 450 triệu đô la. [30]