Uran
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Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Name, Symbol, Ordnungszahl | Uran, U, 92 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie | Actinoide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe, Periode, Block | Ac, 7, f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aussehen | Silberweiß | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massenanteil an der Erdhülle | 3 · 10-4 % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 238,0289 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (berechnet) | 138,5 (α-Uran) () pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 142 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van-der-Waals-Radius | pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronenkonfiguration | [Rn] 5f3 6d1 7s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronen pro Energieniveau | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Modifikationen | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallstruktur | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dichte | 19160 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mohshärte | 2,5 - 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetismus | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzpunkt | 1405 K (1132 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 4407 K (4134 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molares Volumen | m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungswärme | 422,6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzwärme | kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck | Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit | m/s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 27,6 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chemisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustände | 3, 4, 5, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxide (Basizität) | () | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normalpotential | -1,798 V (U3+ + 3e- → U) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität | 1,2 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. 1 |
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R- und S-Sätze | R: 26/28-33-53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S: (1/2-)20/21-45-61 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
weitere Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioaktvität | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioaktives Element |
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Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Uran ist ein chemisches Element mit dem Symbol U und der Ordnungszahl 92. Es gehört zu den Actinoiden.
Das Uranisotop 235U ist die einzige bekannte natürlich vorkommende Substanz, die zu einer nuklearen Kettenreaktion fähig ist. Uran 235U wird in Kernkraftwerken und Kernwaffen als Primärenergieträger genutzt. Seine wirtschaftliche Bedeutung ist groß.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Geschichte
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Uran wurde 1789 von dem deutschen, damals in Berlin lebenden Chemieprofessor und Apotheker Martin Heinrich Klaproth (1743-1817) aus dem Mineral Pechblende isoliert. Es ist nach dem Planeten Uranus benannt, der acht Jahre zuvor (1781) von Friedrich Wilhelm Herschel (1738-1822) entdeckt worden war. Am 24. September 1789 gab Klaproth die Entdeckung in einer Ansprache vor der Preußischen Akademie der Wissenschaften bekannt. Zuerst wurde seine Entdeckung Uranit genannt, 1790 dann in Uranium umbenannt. Klaproth hatte seine Entdeckung beim Analysieren des Erzes aus dem Bergwerk „George Wagsfort“ in Wittigstal bei Johanngeorgenstadt in Sachsen gemacht. Er behandelte das Erz mit Säure und erwärmte es stark. Das Ergebnis bestand in einem schwarzen Pulver, das er Uran nannte.
Klaproth hatte tatsächlich ein neues Element identifiziert, aber was er gewonnen hatte, war nicht das Element Uran selbst, sondern ein Oxid. Erst fünfzig Jahre später im Jahre 1841 gelang es dem Franzosen Eugène Peligot, reines Uranmetall zu gewinnen. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde Uran zusammen mit anderen Mineralien in St. Joachimsthal sowie in einigen Minen in Cornwall (England) gewonnen.
Abgesehen vom Wert, den es für Chemiker hatte, wurde Uran im ganzen 19. Jahrhundert zum Färben von Glas und Keramik verwendet. Uranverbindungen wurden in der Glasherstellung eingesetzt, um Vasen und Dekorationsstücken, aber auch alltäglichen Gebrauchsgegenständen wie Schüsseln, Gläsern etc. eine gelbgrüne Farbe (annagrün) zu geben. Glashersteller aus Joachimsthal (Böhmen) benutzten diese Technik bereits 1826. Die Verwendung von Uran zur Glasfärbung wurde bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts fortgeführt, erst dann wurde es durch andere, weniger bedenkliche farbgebende Mineralien ersetzt. Keramische Glasuren von Orange bis leuchtend Rot wurden für Geschirr bis hin zu architektonischem Beiwerk verwendet.
In der Photographie wurde bis weit ins 20. Jahrhundert Uranylnitrat zur Braun- und Rottonung von Diapositivplatten, Platinbildern, und Bromsilberbildern verwendet. [1]
Die gesundheitlichen Risiken durch die Verwendung bzw. das Sammeln von Uranglas und Keramiken mit Uranglasur sind bis heute Streitpunkt von Sammlern und Wissenschaft.
Dass Uran radioaktiv ist, wurde 1896 zuerst von Henri Becquerel festgestellt.
[Bearbeiten] Vorkommen
Uran kommt in der Natur nicht als reines Metall vor, sondern in Form von über 200 Uranmineralien. Uraninit (Pechblende, UO2) und Coffinit (USiO4) sind die wichtigsten Lagerstätten bildenden Minerale.
In der Erdkruste ist Uran mit einem Vorkommen von 4 mg/kg relativ häufig vertreten. Im normalen Boden kommt es als Spurenelement vor. Die US-amerikanische Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) schätzt, dass sich in den obersten 33 cm Erdboden einer Fläche von einer Quadratmeile Land im Mittel ca. 4 Tonnen Uran befinden, also etwa 1,5 Tonnen pro Quadratkilometer.
In Komplexen gebundenes Uran ist auch ein ubiquitäres Element in der Hydrosphäre. Die Urankonzentration von ca. 3,3 µg/L in Meerwasser gegenüber den zum Teil deutlich geringeren Konzentrationen in den Flüssen – 0,03 µg/L im Amazonas bis 3,9 µg/L im Ganges – zeigt, dass Uran ein Element ist, das im Meer angereichert wird. Deutsche Flüsse weisen in der Regel Urankonzentrationen zwischen ca. 1 und 3 µg/L auf. Die Quelle für das Uran liegt in dem geogenen Aufbau der durch die Flüsse entwässerten Gebiete und ist somit natürlichen Ursprungs. Lediglich in Ausnahmefällen sind die Urangehalte in Flüssen auf menschlichen Einfluss bspw. die Nutzung uranhaltiger Phosphatdünger, den Uranbergbau (Zwickauer Mulde: ca. 10 µg/L) oder kerntechnische Anlagen zurückzuführen. Uran findet sich in Deutschland im unbeeinflussten Grundwasser in Konzentrationen von kleiner 1 bis über 100 µg/L. Die regelmäßige Einnahme von Trinkwasser mit erhöhten Urangehalten kann zum Auftreten von Nierenkrebs führen. Aus diesem Grund empfiehlt die Weltgesundheitsbehörde (WHO) für Trinkwasser einen Grenzwert von 15 µg/L.
Die größten Uranerzreserven liegen nach Angaben der IAEA in den USA, Niger, Australien, Kasachstan, Namibia, Südafrika, Kanada, Brasilien, Russland, Ukraine und Usbekistan.
[Bearbeiten] Abbau
- Hauptartikel: Uranabbau
In Deutschland wurde Uran in der Sächsischen Schweiz (Königstein) zuerst konventionell und später durch Laugung, in Dresden (Coschütz-Gittersee) und im Erzgebirge (Schlema, Schneeberg, Johanngeorgenstadt, Pöhla) sowie in Ostthüringen (Ronneburg) meist untertage als Pechblende durch die SDAG Wismut abgebaut. Diese Abbaugebiete wurden nach 1990 geschlossen, da sie unwirtschaftlich waren und auch der Bedarf an Uran zurückging. Letzteres geschah auf Grund der geänderten politischen Weltlage (geringere Bedeutung von strategischen Atomwaffen) und des niedrigen Weltmarktpreises.
Die Weltproduktion von Uran betrug im Jahr 2003 41.429 Tonnen, wovon 25 % in Kanada gewonnen wurde. Weitere große Förderländer sind Australien, Russland, Niger, Namibia, Kasachstan, Usbekistan, Südafrika, und die USA.
Der Uranabbau kann zu Schäden bei Mensch und Umwelt führen, da durch den Uranbergbau Uran und radioaktive Folgeprodukte (z. B. das radioaktive Edelgas Radon) freigesetzt und aus dem Untergrund an die Oberfläche geholt werden. Um weltweit akzeptierte Umweltstandards zu dokumentieren, lassen große Minengesellschaften ihre Abbau-Methoden nach ISO-Normen zertifizieren.
[Bearbeiten] Wirtschaftlich nutzbare Uranreserven
Die wirtschaftlich förderbaren Uranreserven (definiert durch den maximalen Förderpreis pro Kilogramm nach heutigem Stand der Technik) wurden von der Internationalen Atomenergie Organisation (IAEA) und der OECD Nuclear Energy Agency (NEA) im Jahr 2006 (letzte Veröffentlichung) im so genannten Red Book ausgewiesen. Demnach sind – je nach Höhe der unterstellten Förderkosten und der Sicherheit ihrer Erfassung – insgesamt noch zwischen 1,73 und 9,4 Millionen Tonnen Uran hinreichend gesichert als wirtschaftlich abbaubar, zu Gewinnungskosten von <130 US-$ pro kg Natur-Uran. Rechnet man vermutete Vorräte hinzu, die sich zu diesem Preis möglicherweise fördern ließen, beläuft sich der Vorrat auf insgesamt 16,9 Millionen Tonnen Uran (Äquivalent zu ~260 Jahre heutigem Verbrauchs).
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Der derzeitige (2006) Uranbedarf für die weltweit über 441 Kernkraftwerke liegt bei rund 68.000 Tonnen pro Jahr. Allein die Europäische Union hat einen jährlichen Bedarf von etwa 20.000 Tonnen Uran. Seit 1990 (Ende Kalter Krieg) bis heute wurde allerdings fast die Hälfte des Uranverbrauchs nicht durch den laufenden Uranabbau gedeckt, sondern beispielsweise aus der Abrüstung von Kernwaffen oder aus Lagerbeständen von Uran und Plutonium (auch aus der Wiederaufarbeitung), dies geht aus Schweizer Veröffentlichungen hervor. Diese Bestände sind nun in den USA erschöpft und der Preis für Uran hat sich innerhalb von sechs Jahren bis Ende 2006 verfünffacht. Das Red Book weist aber für Russland weitere Reserven aus der Abrüstung aus.
Den Berechnungen zur Wirtschaftlichkeit liegt allerdings die Annahme zugrunde, dass fortgeschrittene Methoden zur Kernbrennstoffnutzung nicht in Betracht gezogen werden. So sinkt die Relevanz der Förderkosten mit der Effizienz der Nutzung. Darüber hinaus würde, sollten die konventionellen Reserven knapp werden und der Uranpreis dadurch steigen, auch der Abbau sogenannter unkonventioneller Reserven wirtschaftlich, selbst wenn die Kosten für deren Abbau in der Zukunft durch ausgereiftere Technologien nicht weiter sinken sollten.
- Über die Wiederaufbereitung bereits „abgebrannter“ Brennstäbe wird nicht aufgebrauchtes spaltfähiges Material recycelt – dadurch sinkt der Bedarf an gefördertem Uran bei gleicher Energieabgabe. Bei heutigen Reaktoren wird üblicherweise etwa 60–70 % des spaltbaren 235U in den Brennelementen tatsächlich gespalten. Durch Wiederaufarbeitung ließe sich der Anteil auf bis zu 100 % steigern und so der Verbrauch frischen Urans um ein Drittel senken. Weiterhin wird 239Pu und 241Pu abgetrennt, das wiederum als spaltbares Material in der Form von MOX genutzt werden kann.
- Wenn das Uranisotop 238U in Schwerwasserreaktoren eingesetzt wird oder in Brutreaktoren (sogenannten „schnellen Brütern“) in Plutonium transmutiert wird, kann damit die Menge des spaltbaren Materials praktisch um den Faktor 100 vergrößert werden, da 99,3 % des in der Natur vorkommenden Urans 238U ist. In diesem Fall sinkt der Bedarf an Natururan – und selbst die gesicherten Vorräte reichen noch mehrere tausend Jahre – bzw. mehrere Jahrhunderte, wenn die Menschheit theoretisch den gesamten Primärenergiebedarf mit Atomenergie abdecken würde.
- Die Exploration nach neuen Uran-Abbauorten befindet sich noch am Anfang. Zum ersten mal seit der Nachkriegszeit wurde wieder 2005/6 signifikant mehr in die Exploration nach diesen investiert.
- Wenn neben dem Uran auch Thorium als Brennstoff zum Einsatz kommt, steigt die Größe, die insgesamt aus den gesicherten Vorkommen gezogen werden kann, noch einmal drastisch an, da Thorium dreimal häufiger als Uran ist.
- Wenn unkonventionelle Reserven wirtschaftlich erschlossen werden können, weil der Rohstoff Uran effizienter genutzt wird, so kommen ca. 20 Mio. Tonnen Uran in Phosphatlagerstätten und potentielle 4 Mrd. Tonnen Uran, das im Salzwasser der Ozeane gelöst ist, zur Geltung.
- Die Technologie, um Phosphatlagerstätten auszubeuten, ist technisch ausgereift und führt heutzutage zu Kosten von von ca. 100 $ pro kg [1] geförderten Urans.
- Um Uran aus Salzwasser zu gewinnen, wird eine Technik benutzt, bei der Uranpartikel aus dem Salzwasser gefiltert werden. Dieses in Japan entwickelte Verfahren [2] führt laut dieser Studie [3] zu Kosten die fünf- bis zehnmal so hoch waren wie der Uranpreis (5,600 yen pro kg Uran, umgerechnet rund 50 €) zum Zeitpunkt der Studie (2001). Die Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen und eine Verringerung der Kosten auf das drei- bis sechsfache des Preises von konventionell gefördertem Uran wird angestrebt.
Während die Atomindustrie davon ausgeht, die verbleibenden Reserven mit Hilfe von Brutreaktoren in einem Brennstoffzyklus zukünftig besser nutzen zu können, wird dies von den Atomkraftgegnern als ineffizient und zu risikoreich angesehen.
[Bearbeiten] Eigenschaften
Uran ist ein sehr schweres, relativ weiches, silber-weißes Metall, welches in fein verteiltem Zustand selbstentzündlich ist. Die meisten Säuren lösen metallisches Uran auf, während es von Alkalien nicht angegriffen wird. An der Luft überzieht sich das Metall mit einer Oxidschicht.
Uran kommt in drei Modifikationen vor: α-Uran bei Temperaturen unter 688 °C, β-Uran im Temperaturbereich zwischen 688 und 776 °C und γ-Uran im Temperaturbereich zwischen 776 °C und seinem Schmelzpunkt.
Aus Uran und seinen Zerfallsprodukten entstehen ständig eine Reihe kurzlebiger Tochternuklide, von denen einige, aufgrund ihrer Gasförmigkeit, sehr mobil sind, wie z.B. das Edelgas Radon.
Uran-Rhodium-Germanium (URhGe) ist die erste entdeckte Legierung, die in sehr starken Magnetfeldern eine reentrante Supraleitung zeigt.[2] ´
[Bearbeiten] Isotope
In natürlichem Uran finden sich die Isotope 238U (99,27 %), 235U (0,72 %) und 234U (0,0055 %). Wegen seiner relativ kurzen Halbwertszeit im Vergleich zu 238U ist 234U nur in Spuren vorhanden, liefert aber einen gleich großen Beitrag zur Radioaktivität wie ersteres. Es entsteht gemäß
.
Natürliches Uran beziehungsweise das am häufigsten vorkommende Isotop 238U hat eine Halbwertszeit von 4,47 Milliarden Jahren und ist wie die anderen natürlichen Isotope (234U und 235U) ein α-Strahler. Die spezifische Aktivität von 238U beträgt 12450 Bq/g.
Als „angereichert“ wird Uran bezeichnet, dessen Anteil an (mit thermischen Neutronen spaltbarem) 235U gegenüber dem (mit thermischen Neutronen nicht spaltbarem) 238U durch Uran-Anreicherung erhöht wurde. Schwach angereichertes Uran (etwa 2–4 % 235U) wird in Kernkraftwerken, hoch angereichertes (typisch > 80 % 235U) zur Herstellung von Kernwaffen und zur Produktion von Neutronen für Neutronenstreuexperimente verwendet. Die kritische Masse von 235U beträgt etwa 49 kg.
Das Isotop 236U mit einer Halbwertszeit von 23 Millionen Jahren kommt in der Natur nur in Spuren vor.[3] Es entsteht durch Neutroneneinfang aus 235U. Wenn Uran einem erhöhten Neutronenfluss ausgesetzt ist, wie z. B. in einem Kernreaktor, erhöht sich der Anteil an 236U deutlich.[4] Die Anteile der Isotope 234U, 235U, 236U in einer Urankontamination können Aufschluss über den Ursprung einer Urankontamination geben.[5]
[Bearbeiten] Verwendung
- Hauptartikel: Uranwirtschaft
Das Uranisotop 235U wird in Atomkraftwerken zur Energiegewinnung genutzt, das Isotop 238U kann in Brutreaktoren eingesetzt werden, um Plutonium herzustellen. Das Isotop 235U kommt in nur geringer Konzentration (etwa 0,72 %) im natürlichen Uran vor und wird durch Anreicherung konzentriert. Die zurückbleibende Fraktion wird auch abgereichertes Uran genannt (Abreicherung).
235U ist neben Plutonium das wichtigste Ausgangsmaterial für den Bau von Kernwaffen und Zündsätzen für Wasserstoffbomben.
Aufgrund seines hohen Absorptionsquerschnittes für ionisierende Strahlung wird abgereichertes Uran (depleted uranium, DU) in einigen Ländern in Abschirmblechen in der Atomindustrie eingesetzt. Im Flugzeugmodell B-747 Jumbojet des Herstellers Boeing wurde es wegen seiner hohen Dichte als Gegengewicht im Heck eingesetzt.
Viele Streitkräfte nutzen es in Form von Uranmunition als Projektilkernmaterial für panzerbrechende Munition. Die DU-Munition wird beim Eintritt in den Panzerinnenraum zerstäubt und verbrennt dabei explosionsartig. Die entstehenden Stäube und Aerosole sind giftig und führen zu Gesundheitsschäden bei kontaminierten Personen. In jüngster Zeit wurden mehrere hundert Tonnen Uranmunition in indisch-pakistanischen Grenzkonflikten, in Tschetschenien, während der sowjetischen Invasion Afghanistans, im Kosovo-Krieg, im Zweiten Golfkrieg und im Irak-Krieg von den beteiligten Parteien eingesetzt. Abgereichertes Uran wird in Panzern (z. B. M1 Abrams) als Panzerung eingesetzt. Es handelt sich um eine Sandwichpanzerung mit einer Schicht Uran zwischen zwei Schichten Panzerstahl.
[Bearbeiten] Verbindungen
Uran tritt in der Natur überwiegend mit den Wertigkeiten +4 oder +6 auf. Vierwertige Uranminerale sind in Wasser unter normalen pH/EH-Bedingungen nahezu unlöslich.
Das sechswertige Uran ist dagegen unter oxidierenden Bedingungen auch im Bereich neutraler pH-Werte gut löslich, weil es sehr stabile Komplexe bildet. Uran, wie andere Actinoide, formt leicht zweifach positive Uranylkationen (UO22+). In der Natur bildet dieser Kern in wässriger Lösung die Uranylcarbonatokomplexe UO2(CO3)x2(x-1)-, sowie mit anderen sauerstoffhaltigen Molekülanionen OH-, Nitrat- (NO3-), Sulfat- (SO4-2) und Phosphatokomplexe:
- UO2(OH)2
- UO2(CO3)2-2
- UO2(CO3)3-4
- UO2(CO3)(OH)3-1.
Diese geladenen Komplexe sind sehr mobil.
Urantetrafluorid (UF4), auch bekannt als „green salt“, ist ein Zwischenprodukt der Herstellung von Uranhexafluorid (UF6). Uranhexafluorid ist ein weißer Feststoff, der bei einer Temperatur von 56 °C sublimiert und nur unter Druck bei 64,1°C schmilzt. UF6 ist die Uranverbindung, die für die zwei häufigsten Anreicherungsprozesse, Gasdiffusion und Gaszentrifuge verwendet wird. Es wird in der Industrie schlicht als „Hexe“ bezeichnet.
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Yellowcake ist Uranoxidkonzentrat. Der Name ist abgeleitet von der früheren Farbe und Textur. Heutzutage werden höhere Kalzinationstemperaturen verwendet, wodurch der „gelbe Kuchen“ eher dunkelgrün bis schwarz ist. Ursprünglich waren die im Yellowcake enthaltenen chemischen Verbindungen unbekannt. Noch in den 70er Jahren bezeichnete das U.S. Bureau of Mines (engl.) das Material als „Endprodukt der Verhüttung“. Man nahm an, dass es sich um Ammoniumdiuranat oder Natriumdiuranat handelt. Die Zusammensetzung variierte und hing vom Verhüttungsprozess ab. Die Verbindungen, die in Yellowcake gefunden wurden, sind unter anderem Uranylhydroxid, Uranylsulfat, Natrium-para-Uranat und Uranylperoxid, zusammen mit einer Reihe von Uranoxiden. Der heutige Yellowcake enthält typischerweise zu 70 bis 90 Gewichtsprozenten Uranoxid (U3O8). Andere Uranoxide, wie UO2 und UO3 existieren ebenfalls, das stabilste, U3O8, wird als 2:3 Mischung der ersten beiden angesehen.
Urandioxid ist ein schwarzes, kristallines Pulver, das im späten 19. Jahrhundert bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts als Keramikglasur verwendet wurde. Heutzutage wird es vor allem als nuklearer Brennstoff in Brennstäben eingesetzt.
Das hellgelbe Ammoniumdiuranat ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Yellowcake. Manchmal wird es ebenfalls als „Yellowcake“ bezeichnet, das entspricht allerdings nicht dem allgemeinen Gebrauch.
Uranylnitrat (UO2(NO3)2) ist ein sehr giftiges, lösliches Uransalz.
Uranverbindungen sind giftig. Die Toxizität wird v. a. durch deren Löslichkeit bestimmt. Die leichtlöslichen Uranyl-Salze sind am giftigsten, die schwerlöslichen Oxide sind weniger giftig. Uran ist teratogen.
[Bearbeiten] Literatur
- Elena Craft et al.: Depleted and natural Uranium: Chemistry and toxicological effects. in: Journal of Toxicology and Environmental Health Part B: Critical Reviews, ISSN 1093-7404, Volume 7, Number 4, July–August 2004, pp. 297-317
- Franz J. Dahlkamp: Uranium Ore Deposits. Springer-Verlag Berlin 1993, ISBN 3540532641
- Walter D. Loveland, David Morrissey, Glenn T. Seaborg: Modern Nuclear Chemistry. Wiley-Interscience 2006, ISBN 0-471-11532-0
- Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger, (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer Netherlands 2005, ISBN 1-4020-3555-1
- Broder Merkel, Britta Planer-Friedrich, Christian Wolkersdorfer (Hrsg.): Uranium in the Aquatic Environment. Springer-Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-540-43927-7
- Peter Diehl: Reichweite der Uran-Vorräte der Welt. Greenpeace Deutschland, Berlin, Januar 2006
- Uran als Kernbrennstoff: Vorräte und Reichweite - Wissenschaftlicher Dienst des Deutschen Bundestags, März 2006.
- [4] Uranium 2005 Resources, Production and Demand (sog. "Red Book") - OECD 2006
[Bearbeiten] Quellenangaben
- ↑ Fritz Schmidt: Kompendium der praktischen Photographie. 10., wesentlich verb. Aufl., Leipzig 1906. Urannitrat S. 191, Urantonung Seiten 268, 291, 339.
- ↑ F. Levy, I. Sheikin, B. Grenier, A. D. Huxley: Magnetic field-induced Superconductivity in the ferromagnet URhGe. In: Science 309, 1343-1346 (2005).
- ↑ P. Steier et al.: Heavy ion AMS with a “small” accelerator, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, Volume 188, Issues 1-4, April 2002, Pages 283-287. doi:10.1016/S0168-583X(01)01114-4
- ↑ M. A. C. Hotchkis et al.: Measurement of 236U in environmental media, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, Volume 172, Issues 1-4, October 2000, Pages 659-665. doi:10.1016/S0168-583X(00)00146-4
- ↑ D. L. Donohue: Strengthening IAEA safeguards through environmental sampling and analysis, Journal of Alloys and Compounds, Volumes 271–273, 12 June 1998, Pages 12–18. doi:10.1016/S0925-8388(98)00015-2
[Bearbeiten] Weblinks
Wiktionary: Uran – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme und Übersetzungen |
Commons: Uran – Bilder, Videos und/oder Audiodateien |
- Uran und Uranmineralien im Mineralienatlas WiKi
- Uran im „Periodensystem für den Schulgebrauch“, mehrere Abbildungen
- http://www.nndc.bnl.gov/wallet/zz/z092.html Nuclear Wallet Card - Z(92)
- http://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/nuclide?nuc=U Table of Nuclides 92-Uranium
- http://www.uxc.com/ Aktuelle Informationen zum Uranmarkt
- http://www.incomindios.ch/arbeitsgruppen/uran/index.html Informationen zu den Folgen des Uranabbaus
- Uni Oldenburg: Gefährlichkeit von Uran-238 und Plutonium-239 im Vergleich
- http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/U.html Uranisotope
H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | As | Br | Kr | ||||||||||||||||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Te | I | Xe | |||||||||||||||
Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Rn | ||
Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
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