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Uran

chemisches Element
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Uran ist ein chemisches Element.

Zeichen U
Ordnungszahl 92
stabilstes Isotop 238
  Schwermetall
Schmelzpunkt 1132 °C
Siedepunkt 3818 °C
Dichte 18,95 g/cm³
Elektronenkonfiguration (Rn) 5s36d17s2

Geschichte

Uran wurde 1789 von dem deutschen in Berlin lebenden Chemie-Professor und Apotheker Martin Heinrich Klaproth(1743 bis 1817) aus dem Mineral Pechblende isoliert. Es ist nach dem Planeten Uranus benannt, der acht Jahre vorher 1781 durch Friedrich Wilhelm Herschel(1738 bis 1822) entdeckt worden war. Am 24. September 1789 gab er die Entdeckung in einer Ansprache vor der Preußischen Akademie der Wissenschaften bekannt. Zuerst wurde seine Entdeckung 'Uranit' genannt, und 1790 wurde es in "Uranium" umbenannt. Klaproth hatte seine Entdeckung beim Analysieren des Erzes aus der Joachimsthal-Mine "George Wachsfort" zu Johanngeorgenstadt in Böhmen(heute Jachymov in Tschechien) gewonnen. Er behandelte das Erz mit Säure und erwärmete es stark. Das Ergebnis bestand in einem schwarzen Pulver, daß er "Uran" nannte.

Klaproth hatte tatsächlich ein neues Element identifiziert, aber was er gewonnen hatte, war nicht das Element Uran selber, sondern ein Oxid. Erst fünzig 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 Joachimsthal sowie einigen Minen in Cornwall, England, gewonnen.

Abgesehen vom Wert, den es für Chemiker hatte, wurde Uran im ganzen 19. Jahrhundert nur zum Färben von Glas und Keramik verwendet. Uranverbindungen wurden eingesetzt, um Vasen und Dekorationsstücken aus Glas eine gelbgrüne Farbe zu geben. Glashersteller aus Joachimsthal benutzten diese Technik bereits 1826. Keramische Glasuren von Orange bis leuchtend Rot wurden für Geschirr bis hin zum architektonischen Beiwerk verwendet.

Daß Uran radioaktiv ist, wurde 1896 zuerst von Henri Becquerel entdeckt, der die volle Tragweite seiner Entdeckung jedoch nicht erkannte. Eine seiner Schülerinnen interpretierte seine Ergebnisse jedoch richtig und gab dem neuen Phänomen den Namen "Radioiaktivität". Die Schülerin hieß Marie Curie.

Zusammen mit ihrem Mann Pierre Curie entdeckte sie 1898 ein weiteres neues Element: Radium.

Isotope

Stabilste Isotope
iso NH Halbwertszeit DM DE MeV DP
233U {syn.} 1,592×105a Alpha 4,909 229Th
234U 0,0055% 2,455×105a Alpha 4,859 230Th
235U 0,72% 7,038×108a Alpha 4,679 231Th
(235mU) {meta.} ~25min IT < 1
236U {syn.} 2,342×107a Alpha 4,572 232Th
(236mU) {meta.} 121ns SF (0,013%) < 1
(236mU) {meta.} 120ns IT (87%)

SF (13%)
Alpha (<10%)

2,750

7,322

232Th
237U {syn.} 6,75d Beta 0,519 237Np
238U 99,27% 4,468×109a Alpha 4,270 234Th
SI-Einheiten & Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders erwähnt.

In natürlichem Uran finden sich nur die Isotope 234U, 235U und 238U. Wegen seiner relativ kurzen Halbwerstzeit ist 234U nur in Spuren vorhanden, liefert aber einen großen Beitrag zur Radioaktivität. Es entsteht aus 238U Datei:Pfeil mit alpha.png 234Th Datei:Pfeil mit beta-.png 234Pa Datei:Pfeil mit beta-.png 234U.

Eigenschaften und Anwendung

Uran ist giftig und – aufgrund seiner großen Halbwertszeit – nur schwach radioaktiv. Das Uranisotop 235U wird in Atomkraftwerken zur Energiegewinnung genutzt, das Isotop 238U wird teilweise in Brutreaktoren eingesetzt, um Plutonium herzustellen. Das Isotop 235U kommt in nur geringer Konzentration (ca. 0,72%) im natürlichen Uran vor, und wird durch Anreicherung aufkonzentriert. Die übrigbleibende Fraktion wird auch abgereichertes Uran genannt.

Aufgrund seiner hohen Dichte wird es in einigen Ländern in Abschirmblechen in der Atomindustrie eingesetzt. In einem Flugzeugmodell des Herstellers Boeing wurde es wegen der hohen Dichte als Gegengewicht im Heck eingesetzt. Einige Staaten (z.B. USA, Russland) nutzen es auch als Projektilkernmaterial für panzerbrechende Munition (Uranmunition). Es hat sich zwar gezeigt das Uran Munition fast keine Vorteile gegenüber Munition mit Wismut-Kern bietet, aber aus wirtschaftlicher Sicht macht es wohl Sinn das Uran auf diese Weise zu recyclen, anstatt es kostenintensiv in einem Endlager unterbringen zu müssen. Da beim Einschlag solcher Projektile das Uran verbrennt, entsteht hochgiftiger Uranoxidstaub. Die Gefahren von diesem sind aber eher chemischer, weniger radiotoxischer Natur. Uran 235U ist neben Plutonium der wichtigste Spaltstoff für den Bau der Atombombe.

Vorkommen und Gewinnung

In Osten Deutschlands wurde Uran im Erzgebirge (Schlema, Schneeberg), Sächsischen Schweiz (Königstein), Dresden (Coschütz-Gittersee) und im ostthüringischen (Ronneburg)durch die SDAG Wismut als Pechblende abgebaut. Die Lagerstätten sind in der Zwischenzeit wegen Unwirtschaftlichkeit geschlossen. Umfangreiche Vorkommen gibt es in Australien, Kasachstan, Kanada, Südafrika, Brasilien, Namibia, Russland und den USA.

Drei Viertel des abgebauten Urans stammt aus Kanada. Der Uranabbau führt zu schweren Schäden bei Mensch und Umwelt. Hunderte starben bereits an den Folgen wie Krebs oder brachten missgebildete Kinder zur Welt. Davon betroffen sind insbesondere indigene Völker. Diesen blieb meist nur das unwirtlichste Land, das die Kolonialisten am ehesten entbehren konnten, so zum Beispiel in den USA und in Kanada. Meist verbergen sich gerade in diesen Gebieten Bodenschätze in großen Mengen, wie zum Beispiel Uran.

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