Wie funktioniert Urananreicherung?

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2 Antworten

Hallo Fragant,
Uran ist ein Metall, silbrig glänzend und sehr schwer - sein spezifisches Gewicht ist 2,5mal so groß wie das von Stahl. Im Periodensystem der Elemente findet man Uran (U) bei der Ordnungszahl 92. In seinem Atomkern befinden sich also 92 Protonen. In der Natur kommt Uran zu 99,3 Prozent in Form des Isotops U 238 vor. Die Zahl 238 gibt die Summe der Protonen und Neutronen im Atomkern an. U 238 enthält also 146 Neutronen. 0,7 Prozent des natürlich vorkommenden Urans sind U 235 mit 143 Neutronen im Atomkern. Sowohl U 238 als auch U 235 sind radioaktiv, besitzen jedoch extrem lange Halbwertszeiten. Beim U 238 ist die Hälfte einer gegebenen Menge nach 4,5 Milliarden Jahren zerfallen. Beim U 235 dauert das 704 Millionen Jahre. Sowohl zum Betreiben von Kernkraftwerken als auch für den Bau von Atombomben benötigt man U 235 - jedoch nicht in reiner Form. Das Uran in den Brennstäben eines Kernreaktors enthält meist zwischen drei und fünf Prozent U 235. Für den Bau einer Atombombe benötigt man indes Uran mit mindestens 90 Prozent U 235. Unter Anreichern verstehen Physiker das Erhöhen der Konzentration von U 235. Dabei bleibt andererseits Uran übrig, das noch weniger U 235 enthält als natürliches Uran. Uran mit weniger als 0,3 Prozent U 235 wird als abgereichertes Uran bezeichnet. Es kommt als Trimmgewicht in Flugzeugtragflächen zum Einsatz. Zum Anreichern von Uran kommen zwei Methoden zum Einsatz: das Diffusions- und das Zentrifugalverfahren. In beiden Fällen wird das Uran zunächst einmal "in ein Gas verwandelt", indem man es mit Fluor (F) zu Uranhexafluorid (UF6) reagieren läßt. Das UF6 mit dem U 235 ist nun ein wenig leichter als jenes mit U 238. In einer schnellen Zentrifuge mit bis zu 700 Meter pro Sekunde Rotationsgeschwindigkeit fliegt das schwerere Molekül stärker nach außen als das leichtere. So kommt es zu einer Entmischung, die aber nur sehr schwach ausgeprägt ist, so daß der Verfahrensschritt sehr oft wiederholt werden muß. Beim Diffusionsverfahren basiert die Trennung darauf, daß das leichtere Molekül schneller durch eine für UF6 durchlässige Membran diffundiert. Auch hier ist die Ausbeute gering. Es sind viele Verfahrensschritte notwendig. Uran mit zwei Prozent U 235 ist bereits "angereichertes Uran". Doch bis man daraus eine waffentaugliche Anreicherung von 90 Prozent erreicht, ist es noch ein weiter Weg.

LG lion

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