Az urán kémiai jele U; atomi száma (a protonok száma az atommagban) 92. Átlagos atomtömege (protonok plusz neutronok) 238, és általában urán-238-nak írják. Az elemeket az atomi számukkal azonosítják, amely soha nem változik. Egyes elemek atomtömege azonban nem állandó a neutronok számának változása miatt. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező atomokat izotópoknak nevezzük. A természetes urán fő izotópjai az urán-238 (99,3%) és az urán-235, amely 0,7%-ban a legaktívabb a kettő közül.

Az urán az aktinidák közé tartozó ezüstfehér színű elem, amely nagyjából 20%-kal sűrűbb az ólomnál, és az egyetlen természetesen előforduló hasadó elem a Földön. Számos ásványban fordul elő, és elsősorban atomenergiaforrásként használják az urán 235-ös radioizotópjának hasadásával.

Hol található az urán?

Az urán a földkéreg számos területén megtalálható. Az urán gyakoribb, mint az ón, körülbelül 40-szer gyakoribb, mint az ezüst és 500-szor gyakoribb, mint az arany. Megtalálható a legtöbb kőzetben és üledékben, tengervízben, víztartó rétegekben és forró forrásokban. Általában egy adott területen az urán mennyisége nagyon kicsi, de ahol bizonyos geológiai feltételek fennállnak, ott az urán koncentráltabb lehet, és gazdaságosan kinyerhető.

Energia az uránból

Egyes izotópok, mint például az uráné, instabilak, és atomi részecskéket bocsátanak ki, amikor kevésbé összetett formákra bomlanak. Ezt a folyamatot nevezzük radioaktivitásnak. Amikor az atomrészecskékből származó neutronok más urán-235 atomokkal találkoznak, az egyes atomok széthasadnak, további neutronokat és hőt szabadítva fel. Ez az atommaghasadásnak nevezett tevékenység az az erő, amely minden jelenlegi atomenergiát mozgat. Ha elegendő urán-235 koncentráció van a keverékben, a hasadási folyamat képes fenntartani magát, láncreakciót hoz létre, és hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel.

A hasadás során a dúsított üzemanyag egyre inkább szennyeződik a tevékenységből származó melléktermékekkel, ami csökkenti a reakciófolyamat hatékonyságát. Egy bizonyos idő elteltével ezt az úgynevezett “kiégett” üzemanyagot friss, dúsított anyaggal kell helyettesíteni. A nukleáris áramtermelő létesítményekben általában körülbelül négyévente van szükség új üzemanyagra.

A természetes urán nem tartalmaz elegendő urán-235-öt a hasadáshoz. Az atomerőművi üzemanyagot ezért a természetes 0,7%-ról körülbelül 4,0%-ra kell dúsítani. Az alacsony dúsítási szintek miatt ez az üzemanyag nem tud atombombaként felrobbanni (a fegyverminőségű dúsítás megközelíti a 100%-ot. A nukleáris üzemanyag, az urán legelterjedtebb felhasználási módja, a tiszta energia megdöbbentően hatékony forrása a világ villamosenergia-termelésének. A hasadás révén egyetlen 235-ös uránatom 50 milliószor több energiát – körülbelül 200 millió elektronvoltot – képes felszabadítani, mint egyetlen szénatom elégetése – körülbelül 4 elektronvoltot. Amint az alábbi ábrán látható, a dúsított uránnal táplált atomenergia és a vízenergia alapterhelésű, alacsony szén-dioxid-kibocsátású lehetőség a villamosenergia-ellátásra.