Det kemiske symbol for uran er U; dets atomnummer (antallet af protoner i kernen) er 92. Dens gennemsnitlige atommasse (protoner plus neutroner) er 238, og det skrives generelt uran-238. Et grundstof er identificeret ved sit atomnummer, som aldrig ændrer sig. Atomvægten for nogle grundstoffer er dog ikke nødvendigvis konstant på grund af variationer i antallet af neutroner. Atomer, der har sådanne egenskaber, kaldes isotoper. De vigtigste isotoper af naturligt uran er uran-238 (99,3 %) og uran-235, den mest aktive af de to, med 0,7 %.

Uran er et sølvhvidt grundstof i actinidserien, der er ca. 20 % tættere end bly, og det er det eneste naturligt forekommende fissile grundstof på jorden. Det forekommer i mange mineraler og bruges hovedsageligt som kilde til kerneenergi ved spaltning af radioisotopen uran – 235.

Hvor findes uran?

Uran findes i mange områder af jordskorpen. Uran er mere almindeligt end tin, ca. 40 gange mere almindeligt end sølv og 500 gange mere almindeligt end guld. Det findes i de fleste bjergarter og sedimenter, havvand, grundvandsmagasiner og varme kilder. Normalt er mængden af uran i et givet område meget lille, men hvor visse geologiske forhold er til stede, kan uran være mere koncentreret og kan udvindes økonomisk.

Energi fra uran

Nogle isotoper som f.eks. uran er ustabile og frigiver atomare partikler, når de opløses til mindre komplekse former. Denne proces kaldes radioaktivitet. Når neutroner fra atompartiklerne rammer andre uran-235-atomer, splittes hvert atom, hvorved der frigives flere neutroner og varme. Denne aktivitet, der kaldes atomspaltning, er den kraft, der driver al nuværende kerneenergi. Når der er tilstrækkelig koncentration af uran-235 i blandingen, kan fissionsprocessen holde sig selv i gang og producere en kædereaktion og frigive enorme mængder energi.

Mens det berigede brændsel gennemgår fission, bliver det berigede brændsel i stigende grad forurenet med biprodukter fra aktiviteten, hvilket reducerer effektiviteten af reaktionsprocessen. Efter et stykke tid skal dette såkaldte “brugte” brændsel erstattes med nyt, beriget materiale. I nukleare elproduktionsanlæg kræves der typisk nyt brændsel ca. hvert fjerde år.

Naturligt uran indeholder ikke nok uran-235 til at producere fission. Brændstof til kernekraftværker skal derfor beriges fra de naturlige 0,7 % til ca. 4,0 %. På grund af de lave berigelsesniveauer kan dette brændsel ikke eksplodere som en atombombe (berigelse i våbenkvalitet nærmer sig 100 %). Kernebrændstof, som er den mest almindelige anvendelse af uran, er en forbløffende effektiv kilde til ren energi til produktion af elektricitet i hele verden. Ved spaltning kan et atom af uran 235 frigøre 50 millioner gange mere energi – ca. 200 millioner elektronvolt – sammenlignet med forbrændingen af et enkelt kulstofatom – ca. 4 elektronvolt. Som det fremgår af nedenstående diagram, er kerneenergi, der er forsynet med beriget uran, og vandkraft en basislast og en kulstoffattig løsning til at levere elektricitet.