Het chemische symbool van uranium is U; het atoomnummer (aantal protonen in de kern) is 92. Zijn gemiddelde atoommassa (protonen plus neutronen) is 238, en wordt gewoonlijk uranium-238 geschreven. Een element wordt geïdentificeerd door zijn atoomnummer, dat nooit verandert. De atoommassa van sommige elementen kan echter niet constant zijn als gevolg van variaties in het aantal neutronen. Atomen met dergelijke kenmerken worden isotopen genoemd. De belangrijkste isotopen van natuurlijk uranium zijn uranium-238 (99,3%) en uranium-235, de meest actieve van de twee, met 0,7%.

Uranium is een zilverwit element van de actinidereeks, met een dichtheid van ruwweg 20% meer dan lood en is het enige natuurlijk voorkomende splijtbare element op aarde. Het komt voor in vele mineralen en wordt voornamelijk gebruikt als bron van kernenergie door splijting van de radio-isotoop uranium – 235.

Waar wordt uranium gevonden?

Uranium wordt gevonden in vele gebieden van de aardkorst. Uranium komt meer voor dan tin, ongeveer 40 keer meer dan zilver en 500 keer meer dan goud. Het wordt gevonden in de meeste rotsen en sedimenten, zeewater, waterhoudende grondlagen en warmwaterbronnen. Normaal is de hoeveelheid uranium in een bepaald gebied zeer klein, maar waar bepaalde geologische omstandigheden bestaan, kan uranium geconcentreerder zijn en economisch worden gewonnen.

Energie uit Uranium

Sommige isotopen zoals die van uranium zijn onstabiel en geven atomaire deeltjes vrij wanneer ze uiteenvallen in minder complexe vormen. Dit proces wordt radioactiviteit genoemd. Wanneer neutronen van de atomaire deeltjes andere uranium-235 atomen treffen, splitst elk atoom zich, waarbij meer neutronen en warmte vrijkomen. Deze activiteit, kernsplijting genoemd, is de kracht die alle huidige kernenergie aandrijft. Wanneer er voldoende uranium-235 in het mengsel aanwezig is, kan het splijtingsproces zichzelf in stand houden en een kettingreactie veroorzaken, waarbij enorme hoeveelheden energie vrijkomen.

Tijdens het splijtingsproces raakt de verrijkte splijtstof steeds meer verontreinigd met bijproducten van de activiteit, waardoor de efficiëntie van het reactieproces afneemt. Na verloop van tijd moet deze zogenaamde “verbruikte” splijtstof worden vervangen door vers, verrijkt materiaal. In kerncentrales is ongeveer om de vier jaar nieuwe splijtstof nodig.

Natuurlijk uranium bevat niet voldoende uranium-235 om tot splijting over te gaan. De brandstof voor kerncentrales moet daarom worden verrijkt van zijn natuurlijke 0,7% tot ongeveer 4,0%. Door de lage verrijkingsgraad kan deze brandstof niet ontploffen als een atoombom (verrijking voor wapens benadert 100%. Nucleaire brandstof, de meest gebruikte toepassing van uranium, is een verbazingwekkend efficiënte bron van schone energie voor het opwekken van elektriciteit over de hele wereld. Door splijting kan één atoom van uranium 235 50 miljoen keer meer energie vrijmaken – ongeveer 200 miljoen elektronvolt – vergeleken met de verbranding van één enkel koolstofatoom – ongeveer 4 elektronvolt. Zoals blijkt uit onderstaande grafiek zijn kernenergie, gevoed met verrijkt uranium, en hydro-elektrische energie basisbelastingsopties met lage koolstofuitstoot om elektriciteit te leveren.