Was ist Uran? Definition und Erläuterungen

Uran ist der am häufigsten verwendete Brennstoff in Kernkraftwerken und eines der Symbole für Radioaktivität und Kernenergie. Natururan besteht aus drei radioaktiven Isotopen (238U, 235U und 234U). Die meisten Reaktoren arbeiten mit 235U angereichertem Uran (ca. 1,5 bis 3% statt der üblichen 0,72%).

Allgemein

• Symbol: U
• Ordnungszahl: 92
• Elektronen nach Energieniveau: 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
• Atommasse: 238,02891 u
• Stabilste Isotope: 238U mit einer Halbwertszeit von 4,4688 Milliarden Jahren (99,2742%), 235U mit einer Halbwertszeit von 703,8
• Millionen Jahren (0,7202%)
• Baureihe: Aktinid
• Gruppe, Zeitraum, Block: L/A, 7, f
• Dichte: 19,1
• Schmelzpunkt: 1.135 °C
• Siedepunkt : 4.131 °C

Geschichte des Urans

Uran wurde 1789 von Klaproth bei Experimenten mit Pechblende entdeckt. Das Metall wurde erstmals im Jahr 1841 isoliert. Klaproth nannte das soeben entdeckte Element „Uran“, eine Hommage an den wenige Jahre zuvor entdeckten Planeten Uranus. Er selbst wurde nach Ouranos, dem griechischen Gott des Himmels, benannt.

Uran-Eigenschaften

Einmal gereinigt, ist Uran ein silbrig-weißes, glänzendes, ziemlich dichtes Metall. Es ist härter als die meisten anderen Elemente. Verformbar, dehnbar und leicht paramagnetisch, ist Uran auch sehr elektropositiv. Auf der anderen Seite ist es ein schlechter elektrischer Leiter. Uran reagiert mit fast allen nichtmetallischen Elementen, außer Edelgasen.

Es ist in der Natur allgegenwärtig und kommt in unterschiedlichen, aber geringen Mengen in Gestein, Boden, Wasser, Luft, Pflanzen, Tieren und Menschen vor. Im Durchschnitt befinden sich ca. 90 μg (Mikrogramm) Uran im menschlichen Körper, die aus der Luft, dem Wasser und der Nahrung aufgenommen werden. Etwa 66% befinden sich im Skelett, 16% in der Leber, 8% in den Nieren und 10% in anderen Geweben.

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Verwendung von Uran

Uran-235, das in sehr geringen Mengen in natürlichem Uran vorkommt, ist das am häufigsten verwendete radioaktive Isotop im Bereich der Kernenergieerzeugung. Es ist auch der Hauptbestandteil der ersten während eines Krieges eingesetzten Atombombe, Little Boy, die am 6. August 1945 auf die japanische Stadt Hiroshima abgeworfen wurde. Das Militär verwendet auch Uran in einer mit Uran-235 abgereicherten Form wegen seiner Durchschlagskraft und Brandwirkung. Historisch gesehen wurde Uran als Pigment in Glaswaren, Steingut und Keramik verwendet. Einige chemische Reaktionen nutzen es als Katalysator. Abgereichertes Uran gemischt mit Plutonium ergibt Mox, einen weiteren Kernbrennstoff.

Uran und Kernenergie in Deutschland

Kernkraftwerke in Deutschland

Deutschland will bis 2022 aus der Kernenergie aussteigen. Wie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie erklärt, sind aktuell noch 6 Kernkraftwerke (KKW) in Deutschland in Betrieb, die nun schrittweise (bis 2022) abgeschaltet werden. Insgesamt gab es in Deutschland seit 1962 genau 37 Kernkraftwerke, wovon einige nur kurz in Betrieb waren. Die noch verbliebenen 6 KKWs bringen zusammen eine elektrische Leistung von ca. 8.500 MW. In Zukunft soll die gesamte Energieversorgung Deutschlands “weitestgehend aus erneuerbaren Quellen” gedeckt werden.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie erklärt weiter, dass Deutschland zwar aus der Kernenergie für kommerzielle Stromversorgung aussteigt, aber nicht aus der Kerntechnik, die für Medizin, Industrie und Forschung verwendet wird.

Uranbergbau in Deutschland

Der Uranbergbau hat in Deutschland eine lange Geschichte. Bereits 1839 soll das erste Uranerz in Johanngeorgenstadt in der Nähe zur tschechischen Grenze abgebaut worden sein. Die Haupt-Abbaugebiete befanden sich alle im Erzgebirge in Sachsen. Doch wurde auch im Schwarzwald (Baden-Württemberg) bis 1991 Uran-Abbau betrieben.

1991 wurde aller Uran-Abbau in Deutschland gestoppt

Der Uran-Abbau-Stopp nach der Wiedervereinigung 1991 hat mehrere Gründe. Er ist nicht wirtschaftlich und gefährlich für Gesundheit und Umwelt. In erster Linie kann man es als eine politische Entscheidung betrachten, die mit der Abwendung von der damaligen UdSSR zu tun hat. Das heißt: Es gibt noch Uran-Vorkommen in Deutschland, doch werden diese nicht gefördert.

Von 1946 bis 1990 wurde Uranerzbergbau im Osten Deutschlands unter sowjetischer Leitung betrieben. Die “Wismut” in der damaligen DDR war in diesem Zeitraum der viertgrößte Uranproduzent der Welt. Es wurden laut dem Bundesministerium 231.000 Tonnen Uran produziert, welche ausschließlich in die Sowjetunion geliefert wurden, für das dortige Atom-Programm.

Die Folgen des Uran-Abbaus in Deutschland

Das Bundesamt für Strahlenschutz untersucht die Folgen des Uran-Abbaus in Ostdeutschland. Laut einem Bericht der Süddeutschen Zeitung lassen sich dort sämtliche Schäden für Mensch und Umwelt ablesen. Lungenkrebs und Staublunge sind für damalige Wismut-Bergarbeiter als Berufskrankheit anerkannt.
Das Gestein in den Uranminen enthält weniger als 0,1 Prozent Uran. Somit entsteht beim Abbau für 1 kg Uran über eine Tonne an radioaktiv belastetem Gestein. Um die radioaktiven Schlämme zu beseitigen und die Landschaft zu säubern, wurden bereits rund 6 Milliarden Euro investiert. Die Sanierung soll 2025 abgeschlossen sein.

Radioaktives Sickerwasser muss noch Jahrhunderte aufbereitet werden

Nach der Sanierung wird ein Problem vom Uran-Abbau noch Jahrhunderte bestehen bleiben. Das Sickerwasser in den 21 Bergwerk-Standorten ist radioaktiv belastet. Es muss darum aufbereitet und überwacht werden. Laut der Süddeutschen Zeitung hat die Bundesregierung in Berlin hierfür 0,8 Milliarden Euro zwischen den Jahren 2015 und 2040 veranschlagt.

Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in Berlin über Uran

Laut dem Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) in Berlin wirkt Uran gleich zweifach gesundheitsschädlich:

1. als Schwermetall (chemotoxische Wirkung, ähnlich wie bei Blei und Quecksilber)
2. als Radionuklid (es setzt eine ionisierende Strahlung frei und wirkt somit radiotoxisch)

Aus diesem Grund hat Berlin eine Reihe von Schutzmaßnahmen in Bezug auf Uran vorgeschrieben. Diese sind laut dem BfS für die Zivilbevölkerung “ähnlich” wie für zivile Hilfskräfte und Militär. Zu den Schutzmaßnahmen gehört die Absperrung kontaminierter Gebiete. Solche Gebiete dürfen nur eingeschränkt genutzt werden. Um die Gebiete wieder freizugeben, bedarf es einem Nachweis, dass keine Gesundheitsgefährdung mehr von diesem Gebiet ausgeht. Ein solcher Nachweis erfolgt durch Messungen.

Quellen: 

• https://www.chemie.de/lexikon/Uran.html
• https://solarsystem.nasa.gov/planets/uranus/overview/