Die Welt des Urans: Alles, was Sie über das mächtige Metall wissen müssen
Was ist Uran, und wie funktioniert es?
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Uran ist ein elementarer Rohstoff, der Energie liefert, mit der Städte erleuchtet werden und Industrien weltweit betrieben werden. Doch es gibt auch eine düstere Seite: Vor allem in Zeiten von Konflikten, wie aktuell in der Ukraine und im Nahen Osten, rückt Uran wegen seiner Rolle in Massenvernichtungswaffen in den Fokus und lässt die Gefahr von Atomwaffen bedrohlich aufziehen.
Werfen Sie einen Blick in unsere Galerie und erfahren Sie spannende, wenig bekannte Fakten über Uran.
Entdeckung
Im Jahr 1789 entdeckte der deutsche Chemiker Martin Heinrich Klaproth das Uran.
Entdeckung
Klaproth untersuchte das Mineral Pechblende, als plötzlich ungewöhnliche chemische Reaktionen auftraten. Er erkannte, dass das, was er für Pechblende hielt, in Wirklichkeit ein neues Element war, das er entdeckt hatte.
Name
Das neue Element wurde von Klaproth zu Ehren des kürzlich entdeckten Planeten Uranus benannt.
Alt
Uran, ein Mineral mit einer langen Geschichte, ist seit 79 n. Chr. dokumentiert. Damals wurde Uranoxid als Farbstoff für Glas und in Keramikglasuren verwendet.
Glow-Effekt
Mit Uran gefärbtes Glas leuchtet, wenn es mit Schwarzlicht bestrahlt wird.
Die Farbe des Urans
Uran ist zunächst silberfarben, oxidiert aber leicht bei Kontakt mit Luft.
Pures Uran
Dem französischen Chemiker Eugène-Melchior Péligot gelang es 1841, reines Uran zu gewinnen, indem er Uran-Tetrachlorid zusammen mit Kalium erhitzte.
Radioaktivität
Im Jahr 1896 stellte der französische Physiker Antoine H. Becquerel fest, dass Uran radioaktiv ist, nachdem er eine Probe davon auf einer unbelichteten Fotoplatte liegen ließ. Die Platte wurde trübe.
Radioaktivität
Marie Curie, eine renommierte Wissenschaftlerin aus Polen, führte nach Becquerels Entdeckung den Begriff "Radioaktivität" ein. Sie und ihr Mann Pierre Curie, ein französischer Wissenschaftler, waren Pioniere in der Erforschung der Radioaktivität.
Die Ursprünge des Urans
Es wird angenommen, dass Uran vor etwa 6,6 Milliarden Jahren in einer Supernova entstand und seinen Weg zur Erde fand. Der langsame radioaktive Zerfall des Elements ist die Hauptwärmequelle im Inneren des Planeten.
Uran überwiegt Silber
Uran ist das 48. häufigste Element in der natürlichen Erdkruste und kommt 40-mal häufiger vor als Silber.
Zerfallsgeschwindigkeit
Die Zerfallsrate der verschiedenen Uranarten ist unterschiedlich: Uran-238 hat eine Halbwertszeit von 4,5 Milliarden Jahren und Uran-234 eine Halbwertszeit von 245.500 Jahren.
Zerfallsgeschwindigkeit
Uran-214 zeichnet sich dadurch aus, dass es vom Menschen hergestellt wird und eine kurze Halbwertszeit von nur einer halben Millisekunde hat.
Uran ist nicht das radioaktivste Material
Uran hat eine vergleichsweise niedrige Zerfallsrate, wodurch es weniger radioaktiv ist. Überraschenderweise ist Polonium das radioaktivste Element mit einer Halbwertszeit von 138 Tagen.
Kernspaltung
Dies gewährleistet jedoch keine erhöhte Sicherheit in Bezug auf die Explosionsfähigkeit. Dies ist auf den Prozess der Kernspaltung zurückzuführen, bei dem eine erhebliche Menge an Energie freigesetzt wird. Uran-235, ein alternatives Isotop des Urans, ist ein Beispiel für dieses Phänomen.
Atombombe
Die Kernspaltung ist das Grundprinzip der Atombombe. Die Bombe, die in Hiroshima gezündet wurde, enthielt weniger als ein Kilogramm Uran, doch die daraus resultierende Explosion hatte die Kraft von etwa 15 Kilotonnen TNT.
Atombombe
Nur ein kleiner Teil des Urans in der Bombe, insgesamt 1,38 %, wurde gespalten. Die "Little Boy"-Bombe enthielt insgesamt 64 kg Uran.
Anreichernde Uranspaltung
Um die Effizienz der Uranspaltung zu erhöhen, muss das Uran angereichert werden, ein Verfahren, das in Kernkraftwerken zur Energiegewinnung eingesetzt wird.
Abgereichertes Uran
Bei dem verbleibenden Material handelt es sich um abgereichertes Uran, das häufig in Gegenständen wie Geschossen und Panzerungen verwendet wird. Abgereichertes Uran besitzt etwa die Hälfte der Radioaktivität von natürlichem Uran.
Festes Uranoxid
Das pulverförmige Gemisch Yellowcake bezieht sich auf festes Uranoxid, das als gelbes Pulver erscheint. Diese Form von Uran wird in der Regel vermarktet, bevor es dem Anreicherungsprozess unterzogen wird.
Minen
Der Uranabbau findet in 20 Ländern der Welt statt. Die wichtigsten Anbieter sind Kasachstan, Namibia, Kanada, Australien, Niger und Russland.
Wir alle kommen in unserem täglichen Leben mit Uran in Berührung
Wir alle sind auf natürliche Weise winzigen Mengen von Uran ausgesetzt. Die Exposition erfolgt über Lebensmittel, Wasser, Boden und Luft, aber dieses Ausmaß der Exposition gilt als sicher.
Wer nutzt Kernenergie?
Etwa 10 % des weltweiten Stroms wird in Kernreaktoren erzeugt. Beispiele sind die USA, die etwa 20 % ihres Stroms aus Kernkraftwerken beziehen, während Belgien, Schweden und die Ukraine 30 % oder mehr erzeugen. Frankreich bezieht über 70 % seines Stroms aus Kernreaktoren.
Radioisotope
Radioisotope sind Isotope von Elementen, die radioaktiv sind. Sie werden charakterisiert als "Atome, die eine instabile Kombination von Neutronen und Protonen oder überschüssige Energie in ihrem Kern enthalten".
Zusätzliche Anwendungen für die Kernenergie
Künstlich hergestellte Radioisotope werden seit den 1950er Jahren eingesetzt und haben erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Aspekte unseres Lebens.
Gesundheitswesen
Radioisotope werden häufig in der Diagnostik und Forschung eingesetzt. Ein gutes Beispiel ist die Strahlentherapie, eine wirksame Krebsbehandlung, bei der Radioisotope zum Einsatz kommen. Gammastrahlung wird zur Sterilisation einer Vielzahl von medizinischen Instrumenten verwendet.
Küche
Radioisotope werden auch bei der Konservierung von Lebensmitteln eingesetzt, von der Schädlingsbekämpfung bis zur Kontrolle der Reifung von Obst und Gemüse.
Landwirtschaft und Viehzucht
Radioisotope spielen eine wichtige Rolle in der Landwirtschaft und Viehzucht. Sie tragen dazu bei, krankheitsresistente Pflanzen zu züchten und die Widerstandsfähigkeit gegen ungünstige Witterungsbedingungen zu verbessern.
Vertrag über die Nichtverbreitung von Kernwaffen
Uran wird zur Energieerzeugung verwendet und an Länder verkauft, die den Atomwaffensperrvertrag (Nuklearer Nichtverbreitungsvertrag, NVV) unterzeichnet haben. Der NVV erlaubt internationale Inspektionen, um zu überprüfen, ob die Nutzung des Urans friedlichen Zwecken dient.
Abrüstung
Nach der weitreichenden nuklearen Abrüstung in den 1990er Jahren wurde eine beträchtliche Menge an Uran, das ursprünglich für militärische Zwecke bestimmt war, für die Stromerzeugung zugänglich.
Abrüstung
Nach Angaben der World Nuclear Association wurde "über zwei Jahrzehnte hinweg bis 2013 ein Zehntel des US-Stroms aus russischem Waffenuran gewonnen".
Quellen: (World Nuclear Association) (Live Science) (Australia's Nuclear Science and Technology Organisation)
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