ELEMENTDATEN
Position von Uran im PSE

Uran (OZ: 92)
Actinoide
Actinoide
Normalzustand
Feststoff - Metall
radioaktiv, verformbar, silbrig, als Pulver selbstentzündlich
7440-61-1
92
238,0289
1,80

138,5 pm
80 (+6) pm
142 pm
Konfiguration [Rn] 5f³ 6d 7s²
Oxidationszahlen 6, 5, 4, 3
Ionisierungseng. 6,08
Dichte 18,97 g/cm³

1,38
1,2
- eV

1405.5 K
1132,4 °C
4091.0 K
3818 °C
Natürliche Isotope
U-234: 0,005%* U-235: 0,720%* U-238: 99,275%* *primordiale Radio- nuklide
Entdeckung
1789
Klaproth
Deutschland
radioaktives, verformbares, silbriges Metall; als Pulver selbstentzündlich

Uran

Symbol: U
Ordungszahl: 92

Actinoide (Actinoide)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

Das Element nach dem 1781 entdeckten Planeten Uranus benannt. (engl.: uranium)

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Entdeckung

Dem deutschen Chemiker Klaproth gelang 1789 die Isolierung eines neuen Metalloxids aus Joachimsthaler Pechblende, die man bis dahin für ein Gemisch aus Eisenerz und gehalten hatte. Die Darstellung der metallischen Form ließ aber mehr als 65 Jahre auf sich warten. Und erst mit der Entdeckung der Röntgenstrahlung 1895 sollte es wieder ins Zentrum wissenschaftlichen Interesses rücken. Becquerel konnte ein Jahr später zeigen, daß es sich bei der Strahlung von Uran um eine spontane und nicht um eine induzierte handeln mußte. Zwar war die Fluoreszens der Uransalze schon des längeren bekannt, Becquerel konnte aber durch Dunkelversuche zeigen, daß die Strahlung des Urans nicht durch Lichteinwirkung verursacht wurde. Die Ursache aber konnte auch er nicht erklären. Dies blieb dem Forscherehepaar Marie und Pierre Curie vorbehalten, die 1903 den Nobelpreis für die Entdeckung der Radioaktivität des Urans erhielten. Bis zur Entdeckung der Kernspaltung 1938 durch die Deutschen Otto Hahn und Fritz Straßmann am Berliner Kaiser-Wilhelm-Institut in Berlin hatte Uran praktisch keine nennenswerte technische Bedeutung. Die bahnbrechende Entdeckung im Berlin des Dritten Reiches rückte es auf einen Schlag ins Rampenlicht des wissenschaftlichen und vor allem militärischen Interesses. Denn alle namhaften Physiker konnten sich die gigantische Energiemenge ausrechnen, die bei einer unkontrollierten Kettenreaktion entstehen mußte. Und selbst Albert Einstein plädierte gegenüber dem US-Präsidenten Roosevelt für den Bau einer amerikanischen Atombombe, um den Deutschen zuvorzukommen. Die Anstrengungen der Amerikaner im Zuge des Manhattan Projects gipfelten in der Herstellung je einer Uran- und Plutoniumbombe, die über Hiroshima und Nagasaki abgeworfen wurden.

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Vorkommen

Uran ist nach das zweithäufigste Actinoiden-Element; 23% der in der Erdkruste vorkommenden Actinoiden sind Uranisotope. In der Natur kommt es nicht elementar vor. Sein Anteil an der Bildung der Erdkruste wird mit ca. 0,0003 Gewichtsprozent angegeben. Das wichtigste Uran-Isotop U-238 steht am Anfang der Uran-Radium-Zerfallsreihe. Abbauwürdige Uranvorkommen findet man in Kanada und den Vereinigten Staaten, in Zaire, Südafrika, Namibia, Niger und Australien sowie in der tschechischen Republik. In Deutschland wurde Pechblende bis in die 50er in der Nähe von Wismut gefördert. Durch die intensive Suche nach Uran zur Herstellung der Atombombe sind heute knapp 150 Uranmineralien bekannt.

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Eigenschaften

Uran ist ein radioaktives, verformbares, silbriges Metall. In Gegenwart von Luft reagiert unter Bildung einer dünnen Oxidschicht. In feiner Pulverform verbrennt es ab 170°C, in kompakter erst bei 700°C. Das Metall wird von Wasser und Säuren angegriffen, gegen Alkalien ist es dagegen recht beständig. Die bevorzugten Oxidationsstufen sind +4 und +6. Die wichtigsten Uranverbindungen sind Uranoxid, Urandioxid, Urancarbid und vor allem Uranhexafluorid. Uran und seine Verbindungen sind nicht nur radioaktiv, sondern auch giftig. Der MAK-Wert für Uranverbindungen wurde in Deutschland auf 0,25 mg/m3 festgesetzt.

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Isotope

Alle Isotope des Urans sind instabil und radioaktiv. Natürlich vorkommendes Uran ist ein Isotopen-Gemisch aus 99,275% U-238, 0,720% U-235 und 0,005% U-234. U-238 ist mit einer Halbwertszeit von 4,47 Milliarden extrem langlebig. U-235, das vor allem für Kernspaltungsprozesse verwendet wird, hat eine Halbwertszeit von 703,8 Millionen Jahren. Alle drei natürlich vorkommenden Isotope zeigen auch Spontanzerfall. Neben diesen natürlichen Isotopen sind noch weitere 13 Radionuklide bekannt, die in vom Menschen verursachten Zerfallsprozessen entstehen. Die Halbwertszeiten dieser Isotope liegt zwischen 159.200 Jahren (U-233) und 0,5 Sekunden (U-266).

Wird ein Uran-235-Kern mit einem thermischen Neutron beschossen, entsteht ein Uran-236-Kern, der spontan in zwei Kernstücke zerfällt. Es entsteht ein Barium-144- und ein Krypton-89-Kern sowie drei Neutronen. Diese Neutron werden ausgeschleudert und treffen auf andere Uran-Kerne, die ihrerseits gespalten werden. Ist eine ausreichende Menge Uran vorhanden, kommt es zu einer sich selbst erhaltenden Kettenreaktion, bei der eine riesige Energiemenge in Form von Wärme frei wird.

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Verwendung

Die Weltproduktion von Uran liegt bei jährlich 35.000 Tonnen. Technische Bedeutung hat vor allem die angereicherte Form des leicht spaltbaren U-235, das als Kernbrennstoff in Reaktoren und als Bombenmaterial verwendet wird.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Uran
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