Uran

Uran wurde nach dem Planeten Uranus benannt und ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol U und der Ordnungszahl 92. Uran ist ein Metall, dessen Isotope radioaktiv sind. Natürlich in Mineralen auftretendes Uran besteht zu etwa 99,3 % aus dem Isotop 238U und zu 0,7 % aus 235U.

Eine besondere Bedeutung erhielt Uran nach der Entdeckung der Kernspaltung im Jahre 1938. Das Uranisotop 235U ist durch thermische Neutronen spaltbar und damit neben dem äußerst seltenen, aber aus Uran erzeugbaren Plutonium-Isotop 239Pu das einzige natürlich vorkommende Nuklid, mit dem eine selbsterhaltende Kernspaltungs-Kettenreaktion möglich ist. Daher findet es Verwendung als Primärenergieträger in Kernkraftwerken und Kernwaffen.

Uran wurde 1789 von dem deutschen Chemieprofessor und Apotheker Martin Heinrich Klaproth aus dem Mineral Pechblende isoliert.

Die weltweit bedeutendste Anwendung von Uran ist der Einsatz in Kernkraftwerken zur Stromerzeugung. Durch Kernspaltung und Kettenreaktion wird Energie erzeugt. In einem Kernkraftwerk ist dabei die Wärme das erwünschte Hauptprodukt. Ein klassischer Dampfkraftprozess über Dampfturbine und Generator erzeugt dann den Strom. Uran ist kein fossiler Brennstoff, deshalb fällt bei seinem Einsatz praktisch kein CO2 an. In diesem Punkt gleicht Uran der Wasserkraft. Der Anteil des Brennstoffs Uran an den Kosten der Stromerzeugung aus Kernenergie ist verhältnismäßig niedrig und liegt im internationalen Durchschnitt zwischen 10 und 15 Prozent. Im Dezember 2016 waren in 31 Ländern 450 Kernkraftwerke in Betrieb und in 15 Ländern 58 Kernkraftwerke in Bau. Ende 2016 waren in der Europäischen Union 129 Kernkraftwerke in Betrieb.

Wie die meisten Rohstoffe muss Uran nach seiner Anwendung entsorgt werden. Grundsätzlich gibt es zwei Wege:

• Wiederaufarbeitung des Kernbrennstoffs mit Rückgewinnung und Rezyklierung von Uran und des entstandenen Plutoniums

• Endlagerung der abgebrannten Brennelemente ohne Wiederaufarbeitung

Auf die Wiederaufarbeitung haben sich etwa Frankreich, Großbritannien und Japan festgelegt. Viele Länder haben sich für die direkte Endlagerung entschieden. In Deutschland war bis 1994 die Wiederaufarbeitung vorgeschrieben, seit 2005 ist nur die direkte Endlagerung zulässig.