Uranets kemiska symbol är U och atomnumret (antalet protoner i kärnan) är 92. Dess genomsnittliga atommassa (protoner plus neutroner) är 238 och skrivs vanligen uran-238. Ett grundämne identifieras genom sitt atomnummer, som aldrig ändras. Atommassan för vissa grundämnen är dock inte konstant på grund av variationer i antalet neutroner. Atomer med sådana egenskaper kallas isotoper. De viktigaste isotoperna av naturligt uran är uran-238 (99,3 %) och uran-235, den mest aktiva av de två, med 0,7 %.

Uran är ett silvervit grundämne i aktinidserien, ungefär 20 % tätare än bly och är det enda naturligt förekommande klyvbara grundämnet på jorden. Det förekommer i många mineraler och används främst som kärnenergikälla genom klyvning av radioisotopen uran – 235.

Var finns uran?

Uran finns i många områden i jordskorpan. Uran är vanligare än tenn, cirka 40 gånger vanligare än silver och 500 gånger vanligare än guld. Det finns i de flesta bergarter och sediment, havsvatten, akviferer och varma källor. Normalt är mängden uran i ett visst område mycket liten, men där vissa geologiska förhållanden råder kan uran vara mer koncentrerat och kan utvinnas ekonomiskt.

Energi från uran

Vissa isotoper, såsom uranets isotoper, är instabila och släpper ut atompartiklar när de sönderdelas till mindre komplexa former. Denna process kallas radioaktivitet. När neutroner från atompartiklarna träffar andra uran-235-atomer splittras varje atom och frigör fler neutroner och värme. Denna aktivitet, som kallas kärnklyvning, är den kraft som driver all nuvarande kärnenergi. När det finns en tillräcklig koncentration av uran-235 i blandningen kan klyvningsprocessen upprätthålla sig själv, producera en kedjereaktion och frigöra enorma mängder energi.

Under klyvningen blir det anrikade bränslet alltmer kontaminerat med biprodukter från aktiviteten, vilket minskar reaktionsprocessens effektivitet. Efter en viss tid måste detta så kallade ”förbrukade” bränsle ersättas med nytt, anrikat material. I kärnkraftsanläggningar för elproduktion krävs vanligtvis nytt bränsle ungefär vart fjärde år.

Naturligt uran innehåller inte tillräckligt med uran-235 för att producera fission. Bränsle för kärnkraftverk måste därför anrikas från sina naturliga 0,7 % till cirka 4,0 %. På grund av de låga anrikningsnivåerna kan detta bränsle inte explodera som en atombomb (anrikning av vapenkvalitet närmar sig 100 %). Kärnbränsle, som är den vanligaste användningen av uran, är en förvånansvärt effektiv källa till ren energi för elproduktion i hela världen. Genom klyvning kan en atom av uran 235 frigöra 50 miljoner gånger mer energi – cirka 200 miljoner elektronvolt – jämfört med förbränningen av en enda kolatom – cirka 4 elektronvolt. Som framgår av diagrammet nedan är kärnkraft, som drivs med anrikat uran, och vattenkraft baslastalternativ med låga koldioxidutsläpp för att tillhandahålla elektricitet.