Uran
| Uran | |
| Elementsymbol | U |
| Ordnungszahl | 92 |
| Relative Atommasse | 238,02891 |
| Aggregatzustand | fest |
| Schmelzpunkt | 1133 °C |
| Siedepunkt | 3930 °C |
Uran (benannt nach dem – ebenfalls im 18. Jahrhundert entdeckten – Planeten Uranus) ist ein chemisches Element, dessen Isotope alle radioaktiv sind. Es ist das bekannteste (3.) Element der Gruppe der Actinoide und wird im wesentlichen als Kernbrennstoff und zur Herstellung von Kernwaffen verwendet.
Inhaltsverzeichnis
Weitere Eigenschaften
Es handelt sich bei Uran um ein silberweiß glänzendes, weiches und dehnbares Schwermetall, das am häufigsten in den Oxidationsstufen VI und IV auftritt. Es ist das erste Glied einer radioaktiven Zerfallsreihe. Das Metall überzieht sich an der Luft mit einer braunen Oxidschicht und ist in verdünnten Mineralsäuren löslich. Uran-Verbindungen sind toxisch.
Urani kristallisiert in drei Modifikationen, dem α-, β- und γ-Uran. In verdünnter Salz- und Salpetersäure löst es sich schnell, in Wasser unter Wasserstoffentwicklung langsam. Gegen Alkalien ist Uran beständig, mit den Halogenen verbindet es sich zu den Halogeniden.
Geschichte
Uran wurde im Jahre 1789 von dem deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth in Form des Dioxids in der Uran-Pechblende entdeckt. Er schlug den Namen Uranit vor, das Element wurde dann aber nach dem wenige Jahre zuvor (1781) entdeckten Planeten Uranus als Uranium benannt (das Uran war bis zu diesem Zeitpunkt das Element mit der größten Atommasse. Daher benannte man es nach dem Planeten Uranus, der von den damals entdeckten Planeten der äußerste war). Der schwedische Chemiker Jöns Jakob Berzelius schlug dann 1814 das chemische Elementsymbol „U“ vor.
1856 erhielt der französische Chemiker Eugène-Melchior Péligot metallisches Uran in reiner Form durch Reduktion von Uran(IV)-chlorid mit Natrium im Vakuum. Sein Landsmann Henri Becquerel entdeckte dann 1896 die natürliche Radioaktivität des Elements. Den deutschen Forschern Otto Hahn und Friedrich Straßmann gelang 1938 beim Beschuss von Uran mit thermischen Neutronen die Spaltung des Urankerns.
Vorkommen
Das an 54. Stelle der Elementhäufigkeit stehende Uran gehört zu den weniger häufigen Elementen auf der Erde. Uranreiche Minerale sind sehr selten, während uranarme Minerale sehr weit verbreitet sind. Meist findet man Uran in Form von Oxiden, Silicaten, in einer großen Anzahl von Gesteinen, Mineralen sowie im Erdreich, im Erdöl und in verschiedenen Gewässern. Die größten Uran-Lagerstätten befinden sich in Australien, Kasachstan, Südafrika, Nigeria, Kanada, in den USA, im Kongo, in Brasilien und Frankreich. Mit Abstand das meiste Uran wird in Kasachstan gefördert. Kleinere Lager von uranhaltigen Erzen finden sich an vielen Stellen, in Deutschland zum Beispiel im sächsischen Erzgebirge.
Verwendung
Die Hauptbedeutung des Urans liegt in seiner Verwendung als Ausgangsstoff für die Gewinnung spaltbarer Isotope, die als Betriebsstoff in Kernreaktoren gebraucht werden (hauptsächlich das Isotop 235U). In den heute gängigen Reaktoren wird fast ausschließlich angereichertes Uran verwendet. Das Uran-Isotop U dient zur Herstellung von Kernwaffen. Kernwaffenfähiges Uran benötigt einen Anreicherungsgrad von über 80 Prozent, während zur Energiegewinnung in Atomkraftwerken ca. 3-4 Prozent ausreichen. Angereichertes Uran wird zudem wegen seiner hohen Dichte als Werkstoff in der Luftfahrtindustrie, als Strahlenschutzmaterial und als Zusatz zu verschiedenen Stahlsorten eingesetzt. Früher wurde Uran bzw. Uransalz auch zum Färben von Glas und Geschirr verwendet (heute verboten).
In allen Fällen ist die Verwendung von Uran mit großen Umweltproblemen verbunden: Ausgebrannte, nicht wieder aufbereitbare Brennstäbe müssen über Jahrtausende sicher gelagert werden.
