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El uranio-235 (235U) es un isótopo del uranio que se diferencia del uranio-238, el isótopo más común del elemento, en su capacidad para provocar una reacción en cadena de fisión que se expande rápidamente, es decir, que es fisible. De hecho, el 235U es el único isótopo fisible que se encuentra en la naturaleza. El uranio-235 tiene una semivida de 700 millones de años.
Fue descubierto en 1935 por Arthur Jeffrey Dempster. Un núcleo de uranio que absorba un neutrón se divide en dos núcleos más ligeros; a esto se le llama fisión nuclear. Ello libera dos o tres neutrones que prosiguen la reacción. En los reactores nucleares, la reacción es ralentizada por la adición de barras de control, que están fabricadas con elementos químicos tales como el boro, cadmio y hafnio los cuales pueden absorber un gran número de neutrones. En las bombas nucleares, la reacción no se controla y la gran cantidad de energía que se libera crea una explosión nuclear.
La fisión de un átomo de 235U genera 200 MeV = 3,2 × 10-11 J, es decir, 18 TJ/mol = 77 TJ/kg.
Sólo alrededor del 0,72% de todo el uranio natural es uranio-235, el resto es básicamente uranio-238. Esta concentración es insuficiente para mantener por sí misma una reacción en una masa de uranio puro o de un reactor de agua ligera. El enriquecimiento de uranio, que significa precisamente la separación del uranio-238, debe realizarse para conseguir concentraciones de uranio-235 utilizables en los reactores del tipo CANDU, en otros reactores de agua pesada, y algunos reactores regulados por grafito. Para una explosión se requiere una pureza de aproximadamente el 90%.
Fue el isotopo de uranio que se usó para bombardear Hiroshima.
Hay un elemento en la naturaleza que tiene 92 protones en su núcleo: es el uranio, el elemento natural con mayor número de protones. El uranio 235 y uranio 238 son isótopos del uranio. Ambos isótopos del uranio son radioactivos.
Cuando el mineral de uranio se extrae de la tierra, decimos que tenemos uranio natural. El uranio natural está formado por una mezcla de uranio 238 y uranio 235. De cada 1.000 kilos de uranio natural sólo hay 7 kilos de uranio 235.
El uranio 235 es el que hace funcionar a los reactores nucleares, ya que es el isótopo que fisiona y produce neutrones. En un reactor nuclear compiten las pérdidas de neutrones con la cantidad de fisiones. Si se quiere usar como combustible uranio natural, se dispondrá de muy poco uranio 235, por lo que habrá que reducir lo más posible las pérdidas de neutrones en otros materiales. El agua pesada absorbe menos neutrones que el agua liviana, por lo que es la indicada en ese caso. Si en cambio el combustible es uranio enriquecido, se puede usar agua de cualquier tipo, por lo que en general se usa agua común, que es más barata que el agua pesada.
Las centrales nucleares de Argentina, Embalse y Atucha I, utilizan el uranio natural y agua pesada. Otras centrales del mundo y los reactores experimentales de Argentina, como el RA-6 del Centro Atómico Bariloche, usan agua natural y por ello deben aumentar la proporción de uranio 235, necesitan uranio enriquecido.
El uranio enriquecido es el uranio que tiene más de 7 kilos de uranio 235 por cada mil kilos. Por ejemplo, el reactor RA-6 usa uranio "enriquecido al 90%", lo que quiere decir que por cada 1000 kilos de ese uranio hay 900 kilos de uranio 235.
Para enriquecer uranio hay que partir del uranio natural y separar sus isótopos. Esto resulta complicado porque químicamente el uranio 235 y el uranio 238 reaccionan de la misma manera, por lo que se recurre a técnicas que tratan de aprovechar las muy pequeñas diferencias de peso y/o tamaño de sus átomos.
El enriquecimiento de uranio es una tecnología muy difícil de adquirir, que la disponen escasos países en el mundo. Argentina desarrolló esta tecnología en forma completamente independiente y la utiliza experimentalmente en la localidad de Pilcaniyeu, cerca de Bariloche.
El uranio 235 es un buen combustible para los reactores nucleares.