Uran auf den Punkt gebracht

Uran ist ein extrem schweres Metall, aber anstatt in den Erdkern zu sinken, konzentriert es sich auf die Oberfläche. Uran kommt fast ausschließlich in der Erdkruste vor, da seine Atome nicht in die Kristallstruktur der Mineralien des Erdmantels passen. Geochemiker betrachten Uran als eine der inkompatible Elemente, genauer gesagt ein Mitglied des lithophilen Elements mit großen Ionen oder der LILE-Gruppe. Die durchschnittliche Häufigkeit über die gesamte kontinentale Kruste beträgt etwas weniger als 3 ppm.

Uran kommt nie als blankes Metall vor; Vielmehr kommt es am häufigsten in Oxiden als Mineralien Uraninit (UO₂) oder Pechblende (partiell oxidierter Uraninit, üblicherweise als U angegeben₃Ö₈). In Lösung bewegt sich Uran in Molekülkomplexen mit Carbonat, Sulfat und Chlorid, solange die chemischen Bedingungen oxidieren. Unter reduzierenden Bedingungen fällt Uran jedoch als Oxidmineral aus der Lösung. Dieses Verhalten ist der Schlüssel zum Aufsuchen von Uran. Uranablagerungen treten hauptsächlich in zwei geologischen Umgebungen auf, einer relativ kühlen in Sedimentgesteinen und einer heißen in Graniten.

Sedimentäre Uranablagerungen

Da sich Uran unter oxidierenden Bedingungen in Lösung bewegt und unter reduzierenden Bedingungen ausfällt, sammelt es sich tendenziell dort an, wo kein Sauerstoff vorhanden ist, z. B. in schwarzen Schiefern und anderen Steinen, die reich an organischem Material sind. Wenn oxidierende Flüssigkeiten eindringen, mobilisieren sie das Uran und konzentrieren es entlang der Vorderseite der sich bewegenden Flüssigkeit. Die berühmten Uranvorkommen auf dem Colorado-Plateau stammen aus den letzten hundert Millionen Jahren. Die Urankonzentrationen sind nicht sehr hoch, aber leicht abzubauen und zu verarbeiten.

Die großen Uranvorkommen im Norden von Saskatchewan in Kanada sind ebenfalls sedimentären Ursprungs, weisen jedoch ein anderes Szenario mit einem viel höheren Alter auf. Dort wurde ein alter Kontinent während des frühen Proterozoikums vor etwa 2 Milliarden Jahren tief erodiert und dann von tiefen Schichten Sedimentgestein bedeckt. Die Unregelmäßigkeit zwischen den erodierten Grundgesteinen und den darüber liegenden Sedimentgesteinen führt dazu, dass chemische Aktivität und Flüssigkeit konzentriertes Uran in Erzkörper mit einer Reinheit von 70 Prozent fließen. Die Geological Association of Canada hat eine gründliche Untersuchung dieser nicht konformitätsbedingten Uranvorkommen veröffentlicht, in der alle Einzelheiten dieses noch immer mysteriösen Prozesses aufgeführt sind.

Etwa zur gleichen Zeit in der geologischen Geschichte wurde eine Sediment-Uranlagerstätte im heutigen Afrika so stark konzentriert, dass sie einen natürlichen Kernreaktor "entzündete", einen der schönsten Tricks der Erde.

Granitische Uranvorkommen

Während sich große Granitkörper verfestigen, konzentrieren sich die Spuren von Uran in den letzten verbleibenden Flüssigkeitsresten. Diese können insbesondere in geringer Tiefe brechen und mit metallhaltigen Flüssigkeiten in umgebende Gesteine ​​eindringen und Erzadern hinterlassen. Weitere tektonische Aktivitäten können diese weiter konzentrieren, und die weltweit größte Uranlagerstätte ist eine davon, ein Hämatit-Brekzien-Komplex am Olympic Dam in Südaustralien.

Gute Exemplare von Uranmineralien werden im Endstadium der Granitverfestigung gefunden - die Adern großer Kristalle und ungewöhnlicher Mineralien, die Pegmatite genannt werden. Man findet kubische Kristalle von Uraninit, schwarze Krusten von Pechblende und Platten von Uranphosphatmineralien wie Torbernit (Cu (UO₂) (PO₄)₂· 8-12H₂Ö). Silber-, Vanadium- und Arsenmineralien sind auch dort verbreitet, wo Uran vorkommt.

Pegmatit-Uran ist heutzutage keinen Abbau wert, da die Erzvorkommen gering sind. Aber hier sind die guten Mineralien zu finden.

Die Radioaktivität von Uran beeinflusst die umliegenden Mineralien. Wenn Sie einen Pegmatit untersuchen, sind diese Anzeichen von Uran geschwärztes Fluorit, blauer Celestit, Rauchquarz, goldener Beryll und rot gefärbte Feldspat. Auch uranhaltiger Chalcedon ist intensiv fluoreszierend mit einer gelbgrünen Farbe.

Uran im Handel

Uran wird für seinen enormen Energiegehalt geschätzt, der zur Erzeugung von Wärme in Kernreaktoren oder zur Freisetzung von Kernsprengstoffen genutzt werden kann. Der Atomwaffensperrvertrag und andere internationale Abkommen regeln den Uranverkehr, um sicherzustellen, dass er nur für zivile Zwecke verwendet wird. Der Welthandel mit Uran beläuft sich auf mehr als 60.000 Tonnen, die alle nach internationalen Protokollen abgerechnet wurden. Die größten Uranproduzenten sind Kanada, Australien und Kasachstan.

Der Uranpreis hat mit dem Schicksal der Atomindustrie und den militärischen Erfordernissen verschiedener Länder geschwankt. Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion wurden große Vorräte an angereichertem Uran verdünnt und im Rahmen des Highly Enriched Uranium Purchase Agreement als Kernbrennstoff verkauft, das die Preise in den neunziger Jahren niedrig hielt.

Ab etwa 2005 sind die Preise jedoch gestiegen und die Prospektoren sind zum ersten Mal seit einer Generation wieder im Einsatz. Und mit der erneuten Beachtung der Kernenergie als kohlenstofffreie Energiequelle im Kontext der globalen Erwärmung ist es Zeit, sich wieder mit Uran vertraut zu machen.