Uran

92 Protaktinium Uran Neptun
Nd

IN

(Ebenfalls)
Periodensystem - Erweitertes Periodensystem
Allgemein
Name , Symbol, Zahl Uran, U, 92
Chemische Reihe Aktiniden
Gruppe, Periode, Block n/a, 7, f
Aussehen silbergrau metallic;
korrodiert zu Abplatzungen
schwarze Oxidschicht in der Luft
  Uran
Atommasse 238,02891 (3) g/mol
Elektronenkonfiguration [ Rn ] 5f 3 6d 1 7s zwei
Elektronen pro Schale 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Physikalische Eigenschaften
Phase fest
Dichte (nahe RT) 19,1 g·cm −3
Flüssigkeitsdichte bei m.p. 17,3 g·cm −3
Schmelzpunkt 1405,3 K
(1132,2 °C, 2070 °F)
Siedepunkt 4404 k
(4131 ° C, 7468 ° F)
Schmelzwärme 9,14 kJ·mol −1
Verdampfungswärme 417,1 kJ·mol −1
Wärmekapazität (25 °C) 27,665 J·mol −1 ·K −1
P / Brunnen 1 10 100 1 k 10 k 100 k
bei T /K 2325 2564 2859 3234 3727 4402
Atomare Eigenschaften
Kristallstruktur orthorhombisch
Oxidationszustände 3+,4+,5+,6+
(schwach basisches Oxid)
Elektronegativität 1,38 (Pauling-Skala)
Ionisationsenergien 1.: 597,6 kJ/mol
2.: 1420 kJ/mol
Atomradius 175 Uhr
Van-der-Waals-Radius 186 Uhr
Sonstig
Magnetische Bestellung paramagnetisch
Elektrischer widerstand (0 °C) 0,280 µΩ·m
Wärmeleitfähigkeit (300 K) 27,5 W·m −1 ·K −1
Wärmeausdehnung (25°C) 13,9 μm·m −1 ·K −1
Schallgeschwindigkeit (dünner Stab) (20 °C) 3155 m/s
Elastizitätsmodul 208 GPa
Schermodul 111 GPa
Bulk-Modul 100 GPa
QUERKONTRAKTIONSZAHL 0,23
CAS-Registrierungsnummer 7440-61-1
Ausgewählte Isotope
iso DAS Halbwertszeit DM VON DP
232 IN seine 68,9 und a & SF 5.414 228 Th
233 IN seine 159.200 und SF & a 4.909 229 Th
2. 3. 4 IN 0,0058 % 245.500 und SF & a 4.859 230 Th
235 IN 0,72 % 7.038 × 10 8 Y SF & a 4.679 231 Th
236 IN seine 2.342 × 10 7 Y SF & a 4.572 232 Th
238 IN 99,275 % 4.468×10 9 Y SF & a 4.270 2. 3. 4 Th
Verweise

Uran (EINSCHLAG: /jeˈreɪniem/ ) ist ein Chemisches Element in dem Periodensystem das hat das Symbol IN und Ordnungszahl 92. Schwer, silbrig-weiß, metallisch , natürlich radioaktives Uran, gehört zur Reihe der Aktinide. Seine Isotope 235 U und in geringerem Maße 233 U als Brennstoff für Kernreaktoren und als Sprengstoff für verwendet werden Atomwaffen . Abgereichertes Uran ( 238 U) wird in Penetratoren für kinetische Energie und Panzerplatten verwendet.

Bemerkenswerte Eigenschaften

Wenn es raffiniert wird, ist Uran ein silbrig weißes, schwach radioaktives Metall , die etwas weicher ist als Stahl . Es ist formbar, dehnbar und leicht paramagnetisch. Uranmetall hat eine sehr hohe Dichte, 65% dichter als führen , aber etwas weniger dicht als Gold . Wenn es fein verteilt ist, kann es mit kaltem Wasser reagieren; an der Luft wird Uranmetall mit einer Schicht aus Uranoxid überzogen. Uran in Erzen wird chemisch gewonnen und in Urandioxid oder andere industriell nutzbare chemische Formen umgewandelt.



Uranmetall hat drei allotrope Formen:

  • alpha (orthorhombisch) stabil bis 667,7 °C
  • Beta (tetragonal) stabil von 667,7 °C bis 774,8 °C
  • Gamma (kubisch raumzentriert) von 774,8 °C bis zum Schmelzpunkt - dies ist der formbarste und dehnbarste Zustand.

Natürliches Uranmetall enthält etwa 0,71 % U-235, 99,28 % U-238 und etwa 0,0054 % U-234. Um angereichertes Uran herzustellen, entfernt der Prozess der Isotopentrennung einen wesentlichen Teil des U-235 für die Verwendung in Atomkraft, Waffen oder anderen Zwecken. Der Rest, abgereichertes Uran , enthält nur 0,2 % bis 0,4 % U-235. Da natürliches Uran mit einem so geringen U-235-Anteil beginnt, produziert der Anreicherungsprozess große Mengen an abgereichertem Uran. Beispielsweise erfordert die Herstellung von 1 kg mit 5 % angereichertem Uran 11,8 kg natürliches Uran und hinterlässt etwa 10,8 kg abgereichertes Uran mit nur noch 0,3 % U-235.

Seine zwei Hauptisotope sind 235 U und 238 U. Natürlich vorkommendes Uran enthält auch eine kleine Menge des 2. 3. 4 U-Isotop, das ein Zerfallsprodukt von ist 238 U. Das Isotop 235 U oder angereichertes Uran ist sowohl für Kernreaktoren als auch wichtig Atomwaffen weil es das einzige Isotop ist, das in nennenswertem Umfang in der Natur vorhanden ist und spaltbar ist, dh thermisch spaltbar ist Neutronen . Das Isotop 238 U ist auch wichtig, weil es Neutronen absorbiert, um ein radioaktives Isotop zu erzeugen, das anschließend zum Isotop zerfällt 239 Könnte ( Plutonium ), das ebenfalls spaltbar ist.

Das Künstliche 233 Das U-Isotop ist ebenfalls spaltbar und besteht aus Thorium-232 durch Neutron Bombardierung.

Uran war das erste spaltbare Element. Beim Beschuss mit langsamen Neutronen ist es 235 Das U-Isotop wird sehr kurzlebig 236 U, das sich sofort in zwei kleinere Kerne aufteilt, wodurch Kernbindungsenergie und mehr Neutronen freigesetzt werden. Wenn diese Neutronen von anderen absorbiert werden 235 U-Kerne, es findet eine nukleare Kettenreaktion statt, und wenn nichts vorhanden ist, um einige Neutronen zu absorbieren und die Reaktion zu verlangsamen, ist die Reaktion explosiv. Die erste Atombombe funktionierte nach diesem Prinzip ( Kernspaltung ). Ein genauerer Name sowohl für diese als auch für die Wasserstoffbombe (Kernfusion) wäre 'Atombombe' oder 'Atomwaffe', weil nur die Kerne daran beteiligt sind.

Anwendungen

Bevor die Strahlung entdeckt wurde, wurde Uran hauptsächlich in kleinen Mengen für gelbes Glas und Töpferfarben (wie Uranglas und in Fiestaware) verwendet. Es gab auch eine gewisse Verwendung in fotografisch Chemikalien (insbesondere Urannitrat). Es wurde in Glühfäden für Lampen und in der Leder- und Holzindustrie für Beizen und Farbstoffe verwendet. Uransalze sind Beizmittel für Seide oder Wolle. Uran wurde auch verwendet, um das Aussehen von Zahnersatz zu verbessern. Nach der Entdeckung der Uranstrahlung wurden weitere wissenschaftliche und praktische Werte des Urans verfolgt.

Nach der Entdeckung im Jahr 1939, dass es sich unterziehen könnte Kernspaltung , gewann Uran mit der Entwicklung praktischer Nutzungen der Kernenergie an Bedeutung. Die erste in der Kriegsführung eingesetzte Atombombe „Little Boy“ war eine Uranbombe. Diese Bombe enthielt genug Uran-235-Isotop, um eine außer Kontrolle geratene Kettenreaktion auszulösen, die im Bruchteil einer Sekunde dazu führte, dass eine große Anzahl der Uranatome gespalten wurde, wodurch ein Energiefeuerball freigesetzt wurde.

Die Hauptverwendung von Uran im zivilen Sektor ist die Befeuerung kommerzieller Kernkraftwerke. Im Allgemeinen liegt dies in Form von angereichertem Uran vor, das so verarbeitet wurde, dass es höhere als natürliche Werte aufweist 235 U und kann für eine Vielzahl von Zwecken im Zusammenhang mit der Kernspaltung verwendet werden. Kommerziell Atomkraft Pflanzen verwenden Brennstoff, der typischerweise auf 2–3 % angereichert ist 235 U, obwohl einige Reaktordesigns (wie die Candu-Reaktoren) natürliches Uran verwenden können (nicht angereichert, weniger als 1% 235 U) Kraftstoff. Kraftstoff, der für U-Boot-Reaktoren der United States Navy verwendet wird, ist in der Regel stark angereichert 235 U (die genauen Werte sind Verschlusssachen). Wenn Uran über 85 % angereichert ist, wird es als „waffenfähig“ bezeichnet. In einem Brutreaktor 238 U kann auch umgewandelt werden in Plutonium .

Gegenwärtig liegt die Hauptanwendung von Uran im US-Militärsektor in Penetratoren mit hoher Dichte. Diese Munition besteht aus abgereichertem Uran, das mit 1–2 % anderen Elementen legiert ist. Die Anwendungen dieser panzerbrechenden Patronen reichen von der 20-mm-Phalanx-Kanone der US-Marine zum Durchschlagen angreifender Raketen über die 30-mm-Kanone in A-10-Flugzeugen bis hin zu 105-mm- und größeren Panzerläufen. Bei hoher Aufprallgeschwindigkeit ermöglichen die Dichte, Härte und Entflammbarkeit des Projektils die Zerstörung schwer gepanzerter Ziele. Panzerpanzerung und die abnehmbare Panzerung von Kampffahrzeugen werden ebenfalls mit Platten aus abgereichertem Uran (DU) gehärtet. Die Verwendung von DU wurde zu einem umstrittenen politischen und ökologischen Thema, nachdem der Einsatz von DU-Munition in den USA, Großbritannien und anderen Ländern in Kriegen im Persischen Golf und auf dem Balkan Fragen zu im Boden verbleibenden Uranverbindungen aufgeworfen hatte.

Andere Verwendungen umfassen:

  • Die lange Halbwertszeit des Isotops 238 In (4,51 × 10 9 Jahren) eignet es sich gut zur Altersbestimmung der frühesten Eruptivgesteine ​​und für andere Arten der radiometrischen Datierung (einschließlich Uran-Thorium-Datierung und Uran-Blei-Datierung).
  • Uranylacetat, UO zwei (CH 3 GURREN) zwei wird in der analytischen Chemie verwendet. Es bildet mit ein unlösliches Salz Natrium .
  • Uranmetall wird für Röntgentargets bei der Herstellung hochenergetischer Röntgenstrahlen verwendet.
  • Seine hohe Atommasse macht 238 U zur Strahlenabschirmung geeignet.
  • Es wird mit Eisen legiert, um „Feruranium“ herzustellen, das Stählen besondere Eigenschaften verleiht, indem es die Elastizitätsgrenze und Zugfestigkeit erhöht, und als Kathode in photoelektrischen Röhren, die auf ultraviolette Strahlung ansprechen.
  • Ausgeprägte 234U/238U-Aktivitätsverhältnisse (ARs) sind ein nützlicher umweltbezogener Tracer von Grundwasserquellen bis hin zu Entlastungsquellen.
  • Es ist ein stärkeres Desoxidationsmittel als Vanadium und wird denitrogenisieren Stahl .
  • Es wird in Schnellarbeitsstählen als Legierungsmittel zur Verbesserung von Festigkeit und Zähigkeit verwendet.
  • Abgereichertes Uran (Uran mit dem Prozentsatz von 235 U gesenkt auf 0,2%) hat als Gegengewichte für Flugzeugsteuerflächen, als Ballast für Raketenwiedereintrittsfahrzeuge und als Abschirmmaterial Verwendung gefunden. Aufgrund seiner hohen Dichte hat dieses Material auch Verwendung in Trägheitsleitgeräten und in Kreiselkompassen gefunden.

Geschichte

Die Verwendung von Uran in seiner natürlichen Oxidform geht mindestens auf das Jahr 79 n. Chr. zurück, als es verwendet wurde, um Keramikglasuren eine gelbe Farbe zu verleihen (gelbes Glas mit 1 % Uranoxid wurde in der Nähe von Neapel gefunden, Italien ). Als dies zu Beginn des 19. Jahrhunderts wiederentdeckt wurde, waren die alten habsburgischen Silberminen in Joachimsthal, Böhmen, die weltweit einzige bekannte Quelle für Uran-Erden, und die örtliche Glasindustrie hielt die geheime Zutat und ihre Bestandteile streng unter Verschluss liefern, solange es geht.

Die Entdeckung des Elements wird dem deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth zugeschrieben, der 1789 Uran in a fand Mineral Pechblende genannt. Er wurde nach dem Planeten Uranus benannt, der acht Jahre zuvor von William Herschel entdeckt worden war. Es wurde zunächst als isoliert Metall 1841 von Eugène-Melchior Peligot. 1850 wurde die erste kommerzielle Verwendung von Uran in Glas von Lloyd & Summerfield entwickelt Birmingham , England . Uran wurde 1896 vom französischen Physiker Henri Becquerel als radioaktiv befunden, der als erster den Prozess der Radioaktivität mit Uran entdeckte Mineralien .

Während des Manhattan-Projekts, dem Programm der Alliierten während des Krieges, wurden die ersten Atombomben entwickelt Zweiter Weltkrieg , kaufte die Regierung der Vereinigten Staaten viele Uranreserven auf der ganzen Welt auf, obwohl der Prozess der Anreicherung auf ein angemessenes Niveau gigantische Anlagen erforderte (siehe Oak Ridge National Laboratory). Irgendwann genug Uran, hauptsächlich aus der Demokratische Republik Kongo (Belgisch-Kongo), wurde für eine Atombombe mit dem Spitznamen „Little Boy“ angereichert, die am 6. August 1945 auf Hiroshima, Japan, abgeworfen wurde. Die anderen während des Krieges entwickelten Atomwaffen verwendeten Plutonium als spaltbares Material, wofür wiederum Uran benötigt wird produzieren. Anfangs glaubte man, dass Uran relativ selten sei und dass die nukleare Proliferation einfach durch den Aufkauf aller bekannten Uranvorräte vermieden werden könne, obwohl innerhalb eines Jahrzehnts große Vorkommen davon an vielen Orten auf der ganzen Welt entdeckt wurden.

Während des Manhattan-Projekts wurden die Namen tuballoy und orlegierung wurden verwendet, um sich auf natürliches Uran bzw. angereichertes Uran zu beziehen, ursprünglich aus Geheimhaltungsgründen. Diese Namen werden gelegentlich immer noch verwendet, um sich auf natürliches oder angereichertes Uran zu beziehen. Weniger häufig, 25 wurde von Wissenschaftlern des Projekts verwendet, um sich auf Uran-235 zu beziehen. Die Namen Q-Metall , Erschöpfung , und D-38 , die einmal auf abgereichertes Uran angewendet wurden, nicht mehr verwendet werden.

70 % des weltweit bekannten Urans befinden sich in Australien . Die australische Regierung befürwortet derzeit eine Ausweitung des Uranbergbaus, obwohl Probleme mit Landesregierungen und indigenen Interessen die Angelegenheit erschweren.

Bakterielle Biochemie

Es wurde in einigen neueren Arbeiten bei gezeigt Manchester das Bakterien kann Uran reduzieren und fixieren Böden .

Auftreten

  Uranerz   Vergrößern Uranerz

Uran ist ein natürlich vorkommendes Element, das in allen Gesteinen, Böden und Gewässern in geringen Konzentrationen vorkommt. Dies ist das Element mit der höchsten Zahl, das natürlicherweise in signifikanten Mengen auf der Erde vorkommt.

Es gilt als reichlicher als Antimon , Beryllium , Cadmium , Gold , Merkur , Silber- , oder Wolfram und ist etwa so reichlich wie Arsen oder Molybdän . Es kommt in vielen Mineralien vor, darunter Uraninit (auch Pechblende genannt, das häufigste Uranerz), Autunit, Uranophan, Torbernit und Coffinit. Signifikante Konzentrationen von Uran treten in einigen Substanzen wie Phosphatgesteinsvorkommen und Mineralien wie Braunkohle und Monazitsanden in uranreichen Erzen auf (es wird kommerziell aus diesen Quellen gewonnen).

Der Zerfall von Uran, Thorium und Kalium-40 im Erdmantel gilt als die Hauptwärmequelle, die den äußeren Kern flüssig hält und die Mantelkonvektion antreibt, die wiederum antreibt Plattentektonik .

Uranerz ist Gestein, das eine Uranmineralisierung in Konzentrationen enthält, die wirtschaftlich abgebaut werden können, typischerweise 1 bis 4 Pfund Uranoxid pro Tonne oder 0,05 bis 0,20 Prozent Uranoxid.

Produktion und Vertrieb

Uran in kommerzieller Qualität kann durch Reduktion von Uranhalogeniden mit Alkali- oder Erdalkalimetallen hergestellt werden. Uranmetall kann auch durch Elektrolyse von hergestellt werden K IN F 5 oder UF 4 , aufgelöst in einer geschmolzenen CaCl zwei und NaCl. Sehr reines Uran kann durch die thermische Zersetzung von Uranhalogeniden an einem heißen Filament hergestellt werden.

Eigentümer und Betreiber ziviler US-Kernkraftwerke kauften von US-amerikanischen und ausländischen Lieferanten im Jahr 2001 insgesamt 21.300 Tonnen Uranlieferungen. Der gezahlte Durchschnittspreis betrug 26,39 $ pro Kilogramm Uran, ein Rückgang von 16 Prozent gegenüber dem Preis von 1998. Im Jahr 2001 produzierten die USA 1.018 Tonnen Uran aus sieben Bergbaubetrieben, die alle westlich der Mississippi .

Der ultimative Vorrat an Uran ist sehr groß. Es wird geschätzt, dass bei einem zehnfachen Preisanstieg das Angebot an Uran, das wirtschaftlich abgebaut werden kann, um das 300-fache erhöht wird.

Uranexploration und -abbau

  Urankonzentration in US-Böden   Vergrößern Urankonzentration in US-Böden

Uran wird weltweit vertrieben. Das weltweit größte einzelne Uranvorkommen befindet sich in der Olympic Dam Mine in Südaustralien.

Australien verfügt über die weltweit größten Uranreserven – 40 Prozent der bekannten Vorräte des Planeten. Fast das gesamte Uran wird exportiert, jedoch unter strengen Sicherheitsvorkehrungen der Internationalen Atomenergiebehörde, um das australische Volk und die Regierung davon zu überzeugen, dass kein Uran verwendet wird Atomwaffen . Australisches Uran wird ausschließlich zur Stromerzeugung verwendet.

Trotz Australiens riesiger Reserven, Kanada bleibt der größte Exporteur von Uranerz, mit Minen im Athabasca-Becken im Norden von Saskatchewan. Cameco, der weltweit größte, kostengünstige Uranproduzent, der 18 % der weltweiten Uranproduktion ausmacht, betreibt drei Minen in der Region.

Es gibt auch bedeutende Erzfunde in Schweden, aber es ist derzeit nicht legal, sie auszubeuten.

Der US-Bergbau befindet sich aufgrund des Vorhandenseins von ehemaligem Waffenmaterial, das für die Wiederverarbeitung zu Kraftstoff zur Verfügung steht, in einem Einbruch; die Vorräte an ehemaligem sowjetischem Uran und der Dollarbedarf der CES-Länder; und der Beginn der Produktion in riesigen hochgradigen Uranminen in Kanada drücken den Marktpreis.

Verbindungen

Urantetrafluorid (UF 4 ) ist als „grünes Salz“ bekannt und ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Uranhexafluorid. Es hat das Aussehen eines smaragdgrünen Feststoffs.

Uranhexafluorid (UF 6 ) ist ein farbloser kristalliner Feststoff, der bei Temperaturen über 56,4 °C einen Dampf bildet. UF 6 ist die Uranverbindung, die für die beiden häufigsten Anreicherungsverfahren verwendet wird, die Gasdiffusionsanreicherung und die Gaszentrifugenanreicherung. In der Branche wird es einfach 'Hex' genannt. Es ist korrosiv gegenüber vielen Metallen und reagiert heftig auf Wasser und Öle.

  Pulverisierter gelber Kuchen in einer Trommel.   Vergrößern Pulverisierter gelber Kuchen in einer Trommel.

Yellowcake ist Urankonzentrat. Es hat seinen Namen von der Farbe und Textur der Konzentrate, die in frühen Bergbaubetrieben produziert wurden, obwohl moderne Mühlen mit höheren Kalzinierungstemperaturen 'Yellowcake' produzieren, der matt gelb bis fast schwarz ist. Zunächst wurden die in Yellowcakes gebildeten Verbindungen nicht identifiziert; 1970 bezeichnete das U.S. Bureau of Mines noch Yellowcakes als den letzten Niederschlag, der beim Mahlprozess gebildet wurde, und betrachtete ihn als Ammoniumdiuranat oder Natriumdiuranat. Die Zusammensetzungen waren variabel und hingen von den Fällungsbedingungen ab. Zu den in Yellowcakes identifizierten Verbindungen gehören: Uranylhydroxid, Uranylsulfat, Natriumparauranat und Uranylperoxid sowie verschiedene Uranoxide. Modernes Yellowcake enthält typischerweise 70 bis 90 Prozent Uranoxid (U 3 Ö 8 ) nach Gewicht. (Andere Uranoxide wie UO zwei und UO 3 , bestehen; das stabilste Oxid, U 3 Ö 8 , wird eigentlich als eine 1:2 molare Mischung dieser angesehen.)

Urandioxid, ein dunkelbraunes, kristallines Pulver, das einst in den späten 1800er bis Mitte der 1900er Jahre in Keramikglasuren verwendet wurde, wird heute hauptsächlich als Kernbrennstoff verwendet, insbesondere in Form von Brennstäben.

Uranylnitrat (UO zwei (NEIN 3 ) zwei ) ist ein außerordentlich giftiges, lösliches Uran Salz . Es erscheint als gelber kristalliner Feststoff.

Uran-Rhodium-Germanium (URhGe) ist die erste entdeckte Legierung, die in Gegenwart eines extrem starken elektromagnetischen Feldes supraleitend wird.

Urancarbonat (UO zwei (CO 3 )) kommt sowohl in der mineralischen als auch in der organischen Fraktion von Kohle und ihrer Flugasche vor und ist der Hauptbestandteil von Uran im Sickerwasser von Bergwerksrückständen.

Urantrihydrid (UH 3 ) erscheint als schwarzes Pulver, ist hochreaktiv und pyrophor.

Isotope

Natürlich vorkommendes Uran besteht aus drei Hauptisotopen, 238 IN, 235 U, und 2. 3. 4 U, mit 238 U ist am häufigsten (99,3 % natürliche Häufigkeit). Alle drei Isotope sind radioaktiv und erzeugen Radioisotope, wobei das am häufigsten vorkommende und stabilste ist 238 U mit einer Halbwertszeit von 4,5 × 10 9 Jahre, 235 U mit einer Halbwertszeit von 7 × 10 8 Jahre und 2. 3. 4 U mit einer Halbwertszeit von 2,5 × 10 5 Jahre. 238 U ist ein α-Strahler, der durch die natürliche Zerfallsreihe von Uran zerfällt 206 Pb .

Uranisotope können getrennt werden, um die Konzentration eines Isotops relativ zu einem anderen zu erhöhen. Dieser Vorgang wird 'Anreicherung' genannt (siehe angereichertes Uran). Als „angereichert“ gelten die 235 Der U-Anteil muss auf deutlich mehr als 0,711 % (bezogen auf das Gewicht) erhöht werden (typischerweise auf Niveaus von 3 % bis 7 %). 235 U ist typischerweise das wichtigste spaltbare Material für Atomkraft Reaktoren. Entweder 235 U oder 239 Pu werden zur Herstellung verwendet Atomwaffen . Der Prozess produziert riesige Mengen an abgereichertem Uran 235 U und mit entsprechend erhöhtem Anteil an 238 U, abgereichertes Uran oder 'DU' genannt. Als 'erschöpft' gelten die 235 Die U-Isotopenkonzentration muss auf deutlich weniger als 0,711 % (bezogen auf das Gewicht) gesenkt worden sein. Typischerweise die Menge von 235 Das in abgereichertem Uran verbleibende U beträgt 0,2 % bis 0,3 %. Dies entspricht zwischen 28 % und 42 % des ursprünglichen Anteils von 235 IN.

Eine andere Möglichkeit, dies zu betrachten, ist wie folgt: Druckbeaufschlagte Schwerwasserreaktoren (PHWR) verwenden natürliches Uran (0,71 % spaltbares Material). Bei Druckwasserreaktoren (PWRs) mit typischem Design (die meisten Reaktoren in den USA sind PWR) stellen wir fest, dass der Brennstoff mit etwa 4% hineingeht. 235 U und 96% 238 U und kommt mit etwa 1% heraus 235 In 1% 239 Pu und 95% 238 U. Wenn die 239 Pu entfernt (Brennstoffwiederaufbereitung ist in den USA nicht erlaubt) und diese dem abgereicherten Uran zugesetzt würden, dann hätten wir 1,2 % spaltbares Material im wiederaufbereiteten abgereicherten Uran und gleichzeitig 1 % spaltbares Material im übrig gebliebenen abgebrannten Brennstoff . Beide würden als 'angereicherte' Brennstoffe für einen PHWR-Reaktor angesehen werden.

233 U, ein künstliches Isotop, wird in Indien als Reaktorbrennstoff verwendet. Es wurde auch in Atomwaffen getestet, aber die Ergebnisse waren nicht vielversprechend.

Gefahren

Alle Isotope und Verbindungen des Urans sind giftig, teratogen und radioaktiv. Es wurde gezeigt, dass einige Uranverbindungen Nierenschäden verursachen können, aber es wurden noch keine schlüssigen Beweise erbracht.

Bei längerer beruflicher Exposition gegenüber eingeatmeten Uranverbindungen sind keine Todesfälle kausal verbunden. Obwohl eine versehentliche Inhalationsexposition gegenüber einer hohen Konzentration von Uranhexafluorid zu Todesfällen bei Menschen geführt hat, wurden diese Todesfälle nicht mit Uran in Verbindung gebracht. Auf der Grundlage der verfügbaren Daten ist die Exposition gegenüber Uran in der Umwelt oder gegenüber Uran in Konzentrationen, die auf Sondermülldeponien gefunden werden, für Menschen nicht tödlich.

Radiologische Effekte sind im Allgemeinen lokal, da dies die Natur der Alphastrahlung ist, der primären Form des U-238-Zerfalls. Uranverbindungen werden im Allgemeinen schlecht von der Auskleidung in der Lunge absorbiert und können auf unbestimmte Zeit eine radiologische Gefahr bleiben. Uranyl (UO zwei + )-Ionen wie Urantrioxid oder Uranylnitrat und andere sechswertige Uranverbindungen haben gezeigt, dass sie Geburtsfehler und Schädigungen des Immunsystems bei Labortieren verursachen.

Fein verteiltes Uranmetall stellt eine Brandgefahr dar, da Uran pyrophor ist, sodass sich kleine Körner bei Raumtemperatur spontan an der Luft entzünden.

Eine Person kann Uran (oder seinen radioaktiven Tochterprodukten) ausgesetzt werden, indem sie Staub in der Luft einatmet oder Tabakprodukte raucht, die unter Verwendung bestimmter Phosphatdünger angebaut wurden, oder Wasser zu sich nimmt Lebensmittel . Die allgemeine Bevölkerung ist Uran hauptsächlich durch Nahrung und Wasser ausgesetzt; Die durchschnittliche tägliche Aufnahme von Uran aus Lebensmitteln liegt zwischen 0,07 und 1,1 Mikrogramm pro Tag. Die Menge an Uran in der Luft ist normalerweise sehr gering; Menschen, die in der Nähe von staatlichen Einrichtungen leben, die Atomwaffen hergestellt oder getestet haben, oder Einrichtungen, die Uranerz abbauen oder verarbeiten oder Uran für Reaktorbrennstoffe anreichern, können jedoch einer erhöhten Uranbelastung ausgesetzt sein. Häuser oder Bauwerke, die sich über Uranlagerstätten befinden (entweder natürliche oder von Menschenhand geschaffene Schlackenablagerungen), können einer erhöhten Exposition ausgesetzt sein Radon Gas, ein radioaktives Karzinogen.

Uran kann in den Körper gelangen, wenn es eingeatmet oder geschluckt wird, oder in seltenen Fällen durch Schnitte in der Haut. Uran wird nicht durch die Haut absorbiert, und von Uran freigesetzte Alpha-Partikel können die Haut nicht durchdringen, sodass Uran außerhalb des Körpers viel weniger schädlich ist, als wenn es eingeatmet oder verschluckt würde. Gelangt Uran in den Körper, kann es zu Nierenschäden führen. Uran selbst ist kein chemisches Karzinogen.

Der Uranabbau birgt die Gefahr von radioaktivem Staub in der Luft und der Freisetzung radioaktiver Stoffe Radon Gas und seine Tochterprodukte (eine zusätzliche Gefahr für die bereits gefährliche Aktivität des gesamten Hartgesteinbergbaus). Infolgedessen haben Uranbergleute ohne angemessene Belüftung ein dramatisch erhöhtes Risiko einer späteren Entwicklung Lungenkrebs und andere Lungenerkrankungen. Es besteht auch die mögliche Gefahr einer Grundwasserkontamination mit den giftigen Chemikalien, die bei der Trennung des Uranerzes verwendet werden.