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Uran

Uran findet sich im Periodensystem mit der Abkürzung U wieder und hat die Ordnungszahl 92 – so viel zu der theoretischen Chemie. Was genau hinter dem U steckt, wofür es verwendet wird und welche Gefahren von ihm ausgehen, möchten wir hier erklären.

Uran: Energie aus silbrig-weißem Schwermetall

Uran ist ein radioaktives Schwermetall, das überall auf der Welt vorkommt. Es ist vergleichsweise weich und hat eine hohe Dichte sowie ein weiß-silbriges Aussehen. Es findet sich in Luft, Wasser und Erde wieder, weswegen der Mensch über Nahrung und Atmung ständig kleinste Uran-Mengen zu sich nimmt. Dabei ist die natürliche Form von Uran in kleineren Mengen nicht bedenklich – sie gehört zu der natürlichen Strahlendosis dazu.

Natürliches Uran zerfällt in der Regel mit einer Halbwertszeit von rund 4,5 Milliarden Jahre – also sehr langsam. Dabei gibt es vorwiegend Alpha-Strahlung ab, welche von unserer Haut grundsätzlich abgeleitet wird. Als Gefahr zu bedenken ist jedoch die Tatsache, dass Uran ein Schwermetall ist, sprich in größeren Mengen toxisch wirken kann.

Wo Uran zu finden ist

Uran kommt in seiner natürlichen Form überall auf der Welt vor. Man findet es als Staubpartikel in der Luft, gelöst in Wasser und Nahrung sowie in gebundener Form unter der Erde. Da Uran sehr reaktionsfreudig ist, findet man es nie in reiner Form, sondern in Verbindung mit anderen Mineralien. Abgebaut wird Uran vorwiegend in den USA, Australien, Kanada, Brasilien, Russland, Namibia und der Ukraine.

Verschiedene Strahlungswerte

Wie stark Uran strahlt, kommt ganz auf die Form an, in welcher das Schwermetall vorliegt. So hat das natürliche Uran 235 lediglich einen Nukliden-Anteil von etwa 0,7 Prozent und abgereichertes Uran sogar nur 0,2 Prozent. Den höchsten Anteil und damit für den Menschen am gefährlichsten hat das angereicherte Uran, welches einen sehr variablen Anteil von bis zu 90 Prozent Nukliden enthält. Von den Zahlen her ist somit das angereicherte Uran am gefährlichsten, die anderen beiden Formen sind beinahe zu vernachlässigen.

Mit einbeziehen in diese Überlegung muss man jedoch auch die Strahlungsart: Während das natürliche Uran hauptsächlich Alpha-Strahlung abgibt, gegen welche der Körper weitestgehend geschützt ist, so gibt angereichertes Uran auch Beta- und Gamma-Strahlung ab, welche deutlich gefährlicher ist.

Energie aus Uran gewinnen

Uran ist dem größten Teil der Bevölkerung wohl deswegen bekannt, weil es in Atom-Reaktoren zur Energiegewinnung verwendet wird. Hierfür muss man erst einmal zwischen den verschiedenen Uran-Formen unterscheiden. Das natürlich vorkommende U-238 bietet nämlich nicht einen so hohen Energiewert wie andere Uranformen. Als gut spaltbar gelten U-233 und U-235, weswegen das natürliche Uran zuerst angereichert werden muss, sodass dessen Isotope konzentriert werden.

Spaltet man beispielsweise ein Gramm von Uran-235, so werden rund 78 Terrajoule Energie frei. Wieviel davon tatsächlich genutzt werden kann, hängt jedoch vom Kraftwerkstyp ab, in der Regel sind es pro Kilogramm natürlich vorkommenden Urans zwischen 35 und 55 MWh.

Andere Verwendungszwecke

Uran kommt nicht nur in Atomkraftwerken zum Einsatz, sondern auch im Militär. Hier nutzt man Uran zum Antrieb von Schiffen und U-Booten, als Munition oder zur Panzerung. Aber auch in der Medizin wird Uran beispielsweise zur Krebsbehandlung verwendet.

Wohin mit den Brennelementen?

Nachdem das Uran in Atom-Reaktoren aufgespalten wurde und nicht mehr genügend Energie liefert, wird es ausgetauscht. Das große Problem dabei ist die Frage nach der Lagerung – die Brennstäbe gelten zwar als ausgebrannt, strahlen aber trotz allem noch für tausende von Jahren. Die Abfallprodukte sicher zu lagern ist beinahe nicht möglich. Ein Endlager müsste von der Außenwelt komplett abriegelbar sein: Die US Atomic Energy Commission fordert beispielsweise ein Mindesttiefe von drei Kilometern, Abgeschiedenheit, keine Erdbebengefahr, wirtschaftlich bedeutungsloses Gestein, keinen Kontakt zu Wassersystemen und noch weitere Aspekte.

Vergleicht man diese Anforderungen einer der Atomtechnik zugewandten Vereinigung, so schluckt man bei Gorleben und Co. Die unsrige und auch kommende Generationen stehen vor einem großen Problem, das sich Atommüll nennt, für welches wir aktuell keine dauerhafte Lösung anzubieten haben.

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