Uran U

Entdeckung

1789 analysierte der deutsche Chemiker Martin Heinrich Klaproth Pechblende, ein schweres schwarzes Mineral aus Mitteleuropa, und verkündete, sie enthalte ein neues Element. Was er tatsächlich isolierte, war ein Oxid. Das Metall selbst gewann 1841 erstmals der französische Chemiker Eugène-Melchior Péligot, indem er Urantetrachlorid mit Kalium reduzierte.

Jahrzehntelang schätzte man Uran vor allem als Farbstoff für Glas und Glasuren. Das änderte sich 1896, als Henri Becquerel entdeckte, dass Uransalze fotografische Platten selbst im Dunkeln schwärzten – die Beobachtung, mit der die Erforschung der Radioaktivität begann.

1938 wiesen Otto Hahn und Fritz Straßmann Barium unter den Produkten von neutronenbeschossenem Uran nach, und Lise Meitner und Otto Frisch erklärten das Ergebnis als Kernspaltung: die Teilung des Kerns in zwei Hälften. Im Dezember 1942 erreichte Enrico Fermis Team in Chicago in einem Stapel aus Uran und Graphit die erste sich selbst erhaltende Kettenreaktion.

Herkunft des Namens

Klaproth benannte das Element nach dem Uranus, dem Planeten, den William Herschel nur acht Jahre zuvor, 1781, entdeckt hatte. Der Planet selbst ehrt Uranos, den griechischen Gott des Himmels. Das Symbol U ist der Anfangsbuchstabe. Die nächsten beiden Elemente, Neptunium und Plutonium, setzten die Planetenfolge fort.

Wichtigste Verwendungen

• Kernenergie: Die meisten kommerziellen Reaktoren verbrennen Uran, das auf etwa 3–5 Prozent Uran-235 angereichert ist. Die vollständige Spaltung eines Kilogramms setzt so viel Wärme frei wie die Verbrennung mehrerer Tausend Tonnen Kohle.
• Schiffsantriebe: U-Boote und Flugzeugträger fahren mit kompakten uranbetriebenen Reaktoren.
• Abgereichertes Uran: Was nach der Anreicherung übrig bleibt, ist überwiegend Uran-238. Seine sehr hohe Dichte macht es nützlich für Ausgleichsgewichte in Flugzeugen, Strahlenabschirmungen, Panzerungen und panzerbrechende Munition.
• Geochronologie: Die Uran-Blei-Datierung ist die Standardmethode zur Altersbestimmung der ältesten Minerale der Erde und von Meteoriten.
• Historischer Farbstoff: Im 19. und frühen 20. Jahrhundert erzeugten Uranverbindungen gelbgrünes Glas und leuchtende Keramikglasuren.

Isotope

Natürliches Uran besteht zu etwa 99,3 Prozent aus Uran-238, zu 0,72 Prozent aus Uran-235 und aus einer Spur Uran-234. Uran-238 hat eine Halbwertszeit von rund 4,47 Milliarden Jahren, nahe dem Alter der Erde, Uran-235 von etwa 704 Millionen Jahren. Nur Uran-235 wird durch langsame Neutronen leicht gespalten, weshalb Reaktorbrennstoff angereichert werden muss. Vor etwa 1,7 Milliarden Jahren, als der Anteil von Uran-235 höher war, arbeiteten Lagerstätten in Oklo im heutigen Gabun als natürliche Spaltungsreaktoren. Wenn Uran-238 ein Neutron aufnimmt, wird es schließlich zu Plutonium-239.

Im Alltag

Uran ist in kleinen Mengen überall: Typische Böden enthalten einige Milligramm pro Kilogramm, Granit etwas mehr, und Meerwasser einige Mikrogramm pro Liter. Seine Zerfallsreihe erzeugt Radon, ein radioaktives Gas, das sich in schlecht belüfteten Kellern ansammeln kann und als Gefahr für die Innenraumluft anerkannt ist. Bei natürlichem Uran selbst ist die chemische Giftigkeit für die Nieren meist bedenklicher als seine Radioaktivität. Antikes „Uranglas“ leuchtet unter ultraviolettem Licht in kräftigem Grün.