Alexander SemmlerAlexander Semmler

UranUranüber

UranUran

Benannt nach Benannt nach UranusUranus Entdeckung als Oxid: Entdeckung als Oxid: 17891789 Erste Herstellung als Metall: Erste Herstellung als Metall: 18411841

Ordnungszahl:Ordnungszahl: 9292 Wertigkeiten:Wertigkeiten: +6+6 +4+4 Relative Atommasse: Relative Atommasse: 238,03238,03

VorkommenVorkommen

2,9 * 102,9 * 10-4-4 = 0,00029 % der Erdkruste = 0,00029 % der Erdkruste

Kommt meist gemeinsam mit seltenen Kommt meist gemeinsam mit seltenen Erden vor; Z.B.: Erden vor; Z.B.: MonazitsandMonazitsand

Uraninit (Pechblende)Uraninit (Pechblende) UOUO22 / UO / UO33

Carnotit Carnotit KUVOKUVO66 * 1,5 H * 1,5 H22OO

PechblendePechblende

Zusammensetzung der natürlichen Zusammensetzung der natürlichen VorkommenVorkommen

Zusammensetzung des Urans aus seinen Isotopen

99

0,90,1

238

235

234

EigenschaftenEigenschaften Relativ weiches, silbrigglänzendes SchwermetallRelativ weiches, silbrigglänzendes Schwermetall Löst sich leicht in warmen Wasser und verdünnten Löst sich leicht in warmen Wasser und verdünnten

Säuren und bildet UransalzeSäuren und bildet Uransalze Beständig gegen LaugenBeständig gegen Laugen Alle Isotope radioaktiv;Alle Isotope radioaktiv;

UU235235 sehr stark, U sehr stark, U238238 sehr schwach. sehr schwach. giftiggiftig Läuft an der Luft allmählich leicht gelblich anLäuft an der Luft allmählich leicht gelblich an Dichte: 19,16 g/cmDichte: 19,16 g/cm33

Schmelzpunkt: Schmelzpunkt: 1132 °C1132 °C Siedepunkt:Siedepunkt: 4130 °C4130 °C Pulverisierte Form ist pyrophorPulverisierte Form ist pyrophor

-> selbstentzündlich an der Luft-> selbstentzündlich an der Luft

VerwendungVerwendung

Energiegewinnung in KernkraftwerkenEnergiegewinnung in Kernkraftwerken

NuklearwaffenNuklearwaffen

Plutoniumgewinnung in BrutreaktorenPlutoniumgewinnung in Brutreaktoren

MunitionMunition

UranglasUranglas

VerbindungenVerbindungen

Bildet Verbindungen mit Halogenen Bildet Verbindungen mit Halogenen (Halogenide) und mit Wasserstoff (Halogenide) und mit Wasserstoff (Hydride)(Hydride)

Bildet Uransalze wie Nitrate oder AcetateBildet Uransalze wie Nitrate oder Acetate Bildet Oxide -> OxidmischungenBildet Oxide -> Oxidmischungen

U + O2 U + O2 UO2UO2 Uran und seine Verbindungen sehr giftig Uran und seine Verbindungen sehr giftig

auf den menschlichen Organismusauf den menschlichen Organismus

HerstellungHerstellung

Pechblende zerkleinern und von Gangart befreienPechblende zerkleinern und von Gangart befreienMit Mit HH22SOSO44 UO UO22SOSO44

Uranylsulfat durch Ionentauscher oder organ. Lsgsm. Uranylsulfat durch Ionentauscher oder organ. Lsgsm. extrahieren extrahieren

Mit Mit Laugen Laugen „Yellow Cake“ „Yellow Cake“Mit Mit HNOHNO33 Uranylnitrat UranylnitratUranylnitrat extrahierenUranylnitrat extrahierenGlühenGlühenUU33OO88 mit Wasserstoff reduzieren mit Wasserstoff reduzierenUFUF44

Reduktion mit Magnesium oder Calcium Reduktion mit Magnesium oder Calcium U U

AnreicherungAnreicherung

Natürliche Vorkommen: ~ 0,7 % U235Natürliche Vorkommen: ~ 0,7 % U235 Benötigt:Benötigt:

Für Reaktoren: Für Reaktoren: ~ 3 %~ 3 % Für Waffen:Für Waffen: > 60 %> 60 %

Uran wird in Uranylflourid überführtUran wird in Uranylflourid überführt Gas Gas GaszentrifugeGaszentrifuge TrenndüsenTrenndüsen

Historischer ÜberblickHistorischer Überblick

1789 von Martin Heinrich Klaproth entdeckt: hielt 1789 von Martin Heinrich Klaproth entdeckt: hielt Oxid für ElementOxid für Element

Wurde nach Uranus, dem damals entferntesten Wurde nach Uranus, dem damals entferntesten bekannten Planeten benannt, da schwerstes bekannten Planeten benannt, da schwerstes bekanntes Elementbekanntes Element

1856 erstmals reines Uran von Peligot 1856 erstmals reines Uran von Peligot dargestelltdargestellt

1896 Becquerel entdeckt die Radioaktivität des 1896 Becquerel entdeckt die Radioaktivität des UransUrans

Uran als radioaktives ElementUran als radioaktives Element

Alle Isotope radioaktivAlle Isotope radioaktiv

Spaltung möglichSpaltung möglich

Stark unterschiedliche Stark unterschiedliche Halbwertszeiten und Halbwertszeiten und Aktivitäten der Aktivitäten der verschiedenen Isotopeverschiedenen Isotope

Ausnutzung der Ausnutzung der spaltbaren Eigenschaft in spaltbaren Eigenschaft in Reaktoren und WaffenReaktoren und Waffen

230230 20.8 d20.8 d

231231 4.2 d4.2 d

232232 68.9 a68.9 a

233233 160 000 a160 000 a

234234 245 500245 500

235235 703.8 Mio. a703.8 Mio. a

236236 23.42 Mio. a23.42 Mio. a

237237 6.35 d6.35 d

238238 4.468 Mrd. a4.468 Mrd. a

240240 14.1 h14.1 h

Der Zerfall von UranDer Zerfall von Uran

Sowohl Alpha- als auch Beta-Zerfall Sowohl Alpha- als auch Beta-Zerfall möglichmöglich

αα / / ββ / / γγ – Strahler – Strahler lange, komplexe Zerfallsreihen, lange, komplexe Zerfallsreihen,

verschiedene Varianten, enden meistens verschiedene Varianten, enden meistens auf Bleiauf Blei

TransuraneTransurane

Die UranspaltungDie Uranspaltung

Die KettenreaktionDie Kettenreaktion

Die AtombombeDie Atombombe

KernkraftwerkeKernkraftwerke

PRO:PRO: Unerlässlich für unseren energieintensiven Unerlässlich für unseren energieintensiven

LebensstandardLebensstandard umweltfreundlichumweltfreundlich

CONTRA:CONTRA: hohes Risiko durch Störfällehohes Risiko durch Störfälle noch keine Endlösung für „Atommüll“noch keine Endlösung für „Atommüll“

Verwendete QuellenVerwendete Quellen seilnacht.comseilnacht.com schlaufuchs.atschlaufuchs.at Taschenbuch der ChemieTaschenbuch der Chemie Wolfgang Hingst: „Zeitbombe Radioaktivität“Wolfgang Hingst: „Zeitbombe Radioaktivität“ Microsoft EncartaMicrosoft Encarta Joachim Kahlert: „Unheimliche Energie“Joachim Kahlert: „Unheimliche Energie“ Diekmann/Heinloth: „Energie“Diekmann/Heinloth: „Energie“ Hans Christian von Baeyer: “Das Atom in der Falle“Hans Christian von Baeyer: “Das Atom in der Falle“ dtv-Atlas zur Atomphysikdtv-Atlas zur Atomphysik Gollenz/Stuzka/Eder/Tentschert: „Physik 4“Gollenz/Stuzka/Eder/Tentschert: „Physik 4“ semmler.at.tpsemmler.at.tp Unser PhysikbuchUnser Physikbuch

Fragen und AntwortenFragen und Antworten

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