Uran

Näheres zu Uran
Uran ist ein in der Kruste der Erde sehr häufig vorkommendes Element. Es tritt in den meisten Felsformationen in Konzentrationen von 2 bis 4 Teilen pro Million auf und ist ebenfalls in den Ozeanen mit einer durchschnittlichen Konzentration von 1,3 Teilen pro Milliarde anzutreffen. Es kommt so häufig vor wie Zinn, Tungsten und Molybdän und ist ungefähr 40 mal häufiger als Silber.

In der Vergangenheit wurde Uran zum Färben von Glas verwendet (beginnend bereits im Jahre 79 vor Christi Geburt). Die Lagerstätten wurden einstmals nach seinem Zerfallsprodukt Radium durchforscht. Dieses Element wurde für Leuchtfarben, insbesondere für das Zifferblatt von Uhren und die Bordinstrumente in Flugzeugen sowie in der Medizin zur Behandlung von Erkrankungen angewendet. Bis zum Widerruf der Zulassung im Jahre 1943 war Uran ein beliebtes orangefarbenes Färbemittel für den Keramikglanz bei Fiestawaren und wurde bei künstlichen Zähnen aus Porzellan als ein Additiv zur Verbesserung des Erscheinungsbildes verwendet.

Das heutige Uran kommt in der Natur in drei verschiedenen Isopopen vor. Das meiste Uran ist als U-235 (0.72%) und U-234 (0.0055) vorhanden. U-235 ist die einzige in der Natur vorkommende Substanz, welche zu einer Kettenreaktion mit der Freisetzung gewaltiger Energiemengen führen kann. Natürlich vorkommendes Uran ist jedoch nicht reich genug an Energie, um als Brennstoff für Leicht Wasser Reaktoren verwendet zu werden. Es ist nicht in der Lage Kettenreaktionen aufrecht zu erhalten. Derartige Reaktoren erfordern ein Uran mit einem höheren Anteil an U-235 als natürlich vorhanden, dieses Uran wird daher als "angereichert" bezeichnet.

Leichtwasserreaktoren verwenden im allgemeinen einen Brennstoff mit einem Gehalt von 3 bis 5% U-235.

Das eigentliche Uran ist radioaktiv, jedoch hat das Hauptisotop U-238 eine dem Erdalter entsprechende Halbwertzeit mit einer geringen Aktivität. Die Halbwertzeit von U-235 beträgt hiervon nur ein Sechstel und setzt sowohl Gamma als auch Alpha Partikel frei. Ein Klumpen reinen Urans würde wohl einige Gammastrahlen abgeben, jedoch weniger als ein Klumpnen Granit. Uran ist ein Schwermetall und ist als ein solches in chemischer Hinsicht toxisch, vergleichbar so toxisch wie Blei. Uran als Metall wird in allgemeinen mit Handschuhen geschützt als entsprechende Vorsichtsmaßnahme verarbeitet. Urankonzentrate werden entsprechend transportiert und gelagert um zu verhindern, daß es von Personen inhaliert oder aufgenommen werden kann.

Da Uran im Erdboden und in Düngern vorkommt ist es als Element in der Nahrung und in den menschlichen Geweben anzutreffen. Die meiste Radioaktivität in Verbindung mit Uran stammt tatsächlich aus dem radioaktiven Zerfall anderer Mineralien, welche bei der bergbaumässigen Gewinnung und Verarbeitung anfallen. Die Gamma Strahlung, nach der die nach Uran explorierenden Geologen suchen, stammt in Wirklichkeit von mit dem Uran verwandten Elementen wie Radium und Wismut, welche in geologischen Zeiträumen aus dem radioaktiven Zerfall von Uran angefallen sind.

Es gibt eine Reihe von Gebieten in der Welt, in denen die Bodenkonzentration von Uran ausreichend hoch ist um eine ökonomisch sinnvolle Gewinnung für die Anwendung als nuklearen Brennstoff zu rechtfertigen. Derartige Konzentrationen werden als Erze bezeichnet. Wenn Erz gefördert wird kommt ein gemischtes Produkt aus Uranoxid zu Tage (U3O8). Nach seiner Verarbeitung hat dieses Uranoxid eine kräftige gelbe Farbe und wird daher auch als "Gelber Kuchen" bezeichnet. Für die Konzentration als nuklearer Brennstoff muß dieses Produkt anschließend einen Prozess der Anreicherung mit U-235 durchlaufen. Bei der Anwendung in den heute zur Verfügung stehenden Kernkraftwerken enthält ein Uranpellet von der Grösse einer Fingerkuppe eine Energiemenge, welche der in 1.780 Pfund Kohle, 17.000 Kubikfuß Naturgas oder 149 Gallonen Erdöl enthaltenen Energiemenge entspricht.