Uran

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 18
4 skal 32
5 skal 21
6 skal 9
7 skal 2
Navn på Engelsk
Uranium
Navn på Tysk
Uran
Navn på Fransk
Uranium
Navn
Uran
Symbol
U
Atomnummer
92
Atommasse
238,03
Smeltepunkt
1132°C
Kogepunkt
4134°C
Massefylde
19,0 g/cm3
Elektronnegativitet
1,4
Oxidationstrin
+3, +4, +5, +6
Isotopmasseområde
217 - 243
Klassifikation
Metal
 

Opdagelse
I 1789 offentliggjorde den tyske kemiker M. H. Klaproth fundet af et nyt metallisk grundstof. Han fandt det i mineralet begblende (se nedenfor) fra Joachimsthal i Böhmen. Klaproth opløste noget af mineralet i salpetersyre, og efter at have neutraliseret syreoverskudet med kaliumcarbonat fik han han et gult bundfald, som senere viste sig at være oxidet UO3. Ved at frafiltrere dette og ophede det kraftigt i en oliepasta tilsat carbon fik han et sort metallignende pulver, som han antog for at være metallisk uran. Senere i 1841 viste den franske kemiker E. Péligot, at det, man i ca. 50 år havde troet var metallisk uran, i virkeligheden var oxidet UO2. Péligot fremstillede herefter som den første uranmetal ved under opvarmning at reducere vandfrit urantetrachlorid med kalium:

UCl
4 + 4K —> U + 4KCl

Først i 1896 opdagede den franske fysiker A. H. Becquerel urans radioaktive egenskaber.

Navn
Klaproth gav det nye grundstof navnet uranium efter planeten Uranus, som den tyskengelske astronom E. W. Herschel havde opdaget i 1781. Navnet uranium kommer af det græske Ouranos = himlenes gud, fra ouros = himlene.

Egenskaber
Uran er et sølvhvidt, ret blødt, tungt radioaktivt metal, som tilhører actinoiderne i Det Periodiske System. Kemisk set er uran relativt reaktivt, og forener sig let med mange andre grundstoffer. I luft overtrækkes det hurtigt af et gråt oxidlag, og med vand reagerer det under udvikling af fri hydrogen:

U + 2H
2O —> UO2 + 2H2

Også syrer angriber uran, men ikke alkalier. Uran udgør begyndelsen til en af de tre naturlige radioaktive serier.

Forekomst
Uran findes meget udbredt i små mængder i mange bjergarter og sedimenter. Det vigtigste uranmineral er begblende (uraninit), et uranoxid, hvis sammensætning kan variere mellem UO2 og U3O8 Andre uranholdige mineraler er carnotit, K2(UO2)2(VO4)2 • nH2O (n = 1-3), silikatet coffinit, U(SiO4)1-x(OH)4X, hvor x er en temperaturafhængig variabel, og phosphaterne autunit, Ca(UO2)2(PO4)2 • nH2O (n
= 10-12) og torbernit, Cu(UO
2)2(PO4)2 • nH2O (n = 8-12). Ialt kender man flere hundrede mineraler med et uranindhold, men under ti af dem er af økonomisk betydning. Visse skifere med så meget som 200 gram uran pr. ton findes bl.a. i Sverige og Norge.

Udvinding
Uran fjernes fra uranholdig malm ved fældningsreaktioner, væskeekstraktion eller ved ionbytning. Slutresultatet bliver et koncentrat indeholdende ca. 75 % U3O8, som så omdannes til UCl4. Dette reduceres til slut med calcium eller magnesium ved ca. 700°C.:

UCl
4 + 2Ca —> U + 2CaCl2

Anvendelse
Uran anvendes som brændsel i kernereaktorer, hvor der under kontrollerede forhold udløses en kædereaktion, når uranisotopen 23592U indfanger en neutron. Herved omdannes uranet til f.eks. isotoper af grundstofferne barium og krypton, samtidig med at der frigøres ekstra neutroner samt store mængder energi. I atombomber foregår denne proces i et langt mere ukontrolleret forløb. Uran anvendes i stål og i røntgenrør; urancarbid bruges som katalysator.

Miljø og Helse
Urans tilstedeværelse i naturen forårsager en konstant radioaktiv stråling til omgivelserne. Sammen med anden naturlig stråling f.eks. kosmisk stråling, stråling fra radon og den menneskeskabte stråling f.eks. stråling fra røntgenfotografering, atomprøvesprængninger og uheld på atomkraftværker udgør denne såkaldte baggrundsstråling en fare for alle levende organismer, såfremt niveauet bliver for højt.