Das chemische Symbol für Uran ist U; seine Ordnungszahl (Anzahl der Protonen in seinem Kern) ist 92. Seine durchschnittliche Atommasse (Protonen plus Neutronen) beträgt 238 und wird allgemein als Uran-238 bezeichnet. Ein Element wird durch seine Ordnungszahl identifiziert, die sich nie ändert. Bei einigen Elementen ist die Atommasse jedoch nicht konstant, da die Anzahl der Neutronen variiert. Atome, die solche Eigenschaften aufweisen, werden als Isotope bezeichnet. Die wichtigsten Isotope des natürlichen Urans sind Uran-238 (99,3 %) und Uran-235, das mit 0,7 % das aktivste der beiden ist.

Uran ist ein silbrig-weißes Element aus der Reihe der Actiniden, das etwa 20 % dichter ist als Blei und das einzige natürlich vorkommende spaltbare Element auf der Erde ist. Es kommt in vielen Mineralien vor und wird hauptsächlich als Quelle für Kernenergie durch Spaltung des Radioisotops Uran 235 genutzt.

Wo findet man Uran?

Uran ist in vielen Bereichen der Erdkruste zu finden. Uran ist häufiger als Zinn, etwa 40-mal häufiger als Silber und 500-mal häufiger als Gold. Es ist in den meisten Gesteinen und Sedimenten, im Meerwasser, in Grundwasserleitern und in heißen Quellen enthalten. Normalerweise ist die Menge an Uran in einem bestimmten Gebiet sehr gering, aber unter bestimmten geologischen Bedingungen kann Uran in höherer Konzentration vorkommen und wirtschaftlich gewonnen werden.

Energie aus Uran

Einige Isotope wie die des Urans sind instabil und setzen Atomteilchen frei, wenn sie in weniger komplexe Formen zerfallen. Dieser Vorgang wird als Radioaktivität bezeichnet. Wenn die Neutronen der Atomteilchen auf andere Uran-235-Atome treffen, spaltet sich jedes Atom auf und setzt weitere Neutronen und Wärme frei. Dieser Vorgang, der als Kernspaltung bezeichnet wird, ist die Kraft, die die gesamte Kernenergie antreibt. Bei einer ausreichenden Konzentration von Uran-235 in der Mischung kann der Spaltprozess von selbst ablaufen, eine Kettenreaktion auslösen und enorme Energiemengen freisetzen.

Während der Spaltung wird der angereicherte Brennstoff zunehmend mit Nebenprodukten der Aktivität verunreinigt, was die Effizienz des Reaktionsprozesses verringert. Nach einer gewissen Zeit muss dieser so genannte „verbrauchte“ Brennstoff durch frisches, angereichertes Material ersetzt werden. Kernkraftwerke benötigen in der Regel etwa alle vier Jahre neuen Brennstoff.

Natürliches Uran enthält nicht genügend Uran-235, um eine Spaltung zu bewirken. Der Brennstoff für Kernkraftwerke muss daher von seinen natürlichen 0,7 % auf etwa 4,0 % angereichert werden. Aufgrund der geringen Anreicherung kann dieser Brennstoff nicht wie eine Atombombe explodieren (die waffenfähige Anreicherung liegt bei 100 %). Kernbrennstoff, die häufigste Verwendung von Uran, ist eine erstaunlich effiziente Quelle sauberer Energie für die Stromerzeugung in der ganzen Welt. Durch Kernspaltung kann ein Uran-235-Atom 50 Millionen Mal mehr Energie freisetzen – etwa 200 Millionen Elektronenvolt – als bei der Verbrennung eines einzigen Kohlenstoffatoms – etwa 4 Elektronenvolt. Wie aus der nachstehenden Tabelle hervorgeht, sind die mit angereichertem Uran betriebene Kernenergie und die Wasserkraft grundlastfähige, kohlenstoffarme Optionen für die Stromerzeugung.