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Alexander Semmler Uran über. Uran Benannt nach Uranus Benannt nach Uranus Entdeckung als Oxid: 1789 Entdeckung als Oxid: 1789 Erste Herstellung als Metall:

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1 Alexander Semmler Uran über

2 Uran Benannt nach Uranus Benannt nach Uranus Entdeckung als Oxid: 1789 Entdeckung als Oxid: 1789 Erste Herstellung als Metall: 1841 Erste Herstellung als Metall: 1841 Ordnungszahl:92 Ordnungszahl:92 Wertigkeiten:+6+4 Wertigkeiten:+6+4 Relative Atommasse: 238,03 Relative Atommasse: 238,03

3 Vorkommen 2,9 * = 0,00029 % der Erdkruste 2,9 * = 0,00029 % der Erdkruste Kommt meist gemeinsam mit seltenen Erden vor; Z.B.: Monazitsand Kommt meist gemeinsam mit seltenen Erden vor; Z.B.: Monazitsand Uraninit (Pechblende)UO 2 / UO 3 Uraninit (Pechblende)UO 2 / UO 3 Carnotit KUVO 6 * 1,5 H 2 O Carnotit KUVO 6 * 1,5 H 2 O

4 Pechblende

5 Zusammensetzung der natürlichen Vorkommen

6 Eigenschaften Relativ weiches, silbrigglänzendes Schwermetall Relativ weiches, silbrigglänzendes Schwermetall Löst sich leicht in warmen Wasser und verdünnten Säuren und bildet Uransalze Löst sich leicht in warmen Wasser und verdünnten Säuren und bildet Uransalze Beständig gegen Laugen Beständig gegen Laugen Alle Isotope radioaktiv; U 235 sehr stark, U 238 sehr schwach. Alle Isotope radioaktiv; U 235 sehr stark, U 238 sehr schwach. giftig giftig Läuft an der Luft allmählich leicht gelblich an Läuft an der Luft allmählich leicht gelblich an Dichte: 19,16 g/cm 3 Dichte: 19,16 g/cm 3 Schmelzpunkt: 1132 °C Schmelzpunkt: 1132 °C Siedepunkt: 4130 °C Siedepunkt: 4130 °C Pulverisierte Form ist pyrophor -> selbstentzündlich an der Luft Pulverisierte Form ist pyrophor -> selbstentzündlich an der Luft

7 Verwendung Energiegewinnung in Kernkraftwerken Energiegewinnung in Kernkraftwerken Nuklearwaffen Nuklearwaffen Plutoniumgewinnung in Brutreaktoren Plutoniumgewinnung in Brutreaktoren Munition Munition Uranglas Uranglas

8 Verbindungen Bildet Verbindungen mit Halogenen (Halogenide) und mit Wasserstoff (Hydride) Bildet Verbindungen mit Halogenen (Halogenide) und mit Wasserstoff (Hydride) Bildet Uransalze wie Nitrate oder Acetate Bildet Uransalze wie Nitrate oder Acetate Bildet Oxide -> Oxidmischungen U + O2 UO2 Bildet Oxide -> Oxidmischungen U + O2 UO2 Uran und seine Verbindungen sehr giftig auf den menschlichen Organismus Uran und seine Verbindungen sehr giftig auf den menschlichen Organismus

9 Herstellung Pechblende zerkleinern und von Gangart befreien Pechblende zerkleinern und von Gangart befreien Mit H 2 SO 4 UO 2 SO 4 Mit H 2 SO 4 UO 2 SO 4 Uranylsulfat durch Ionentauscher oder organ. Lsgsm. extrahieren Uranylsulfat durch Ionentauscher oder organ. Lsgsm. extrahieren Mit Laugen Yellow Cake Mit Laugen Yellow Cake Mit HNO 3 Uranylnitrat Mit HNO 3 Uranylnitrat Uranylnitrat extrahieren Uranylnitrat extrahieren Glühen Glühen U 3 O 8 mit Wasserstoff reduzieren U 3 O 8 mit Wasserstoff reduzieren UF 4 UF 4 Reduktion mit Magnesium oder Calcium U Reduktion mit Magnesium oder Calcium U

10 Anreicherung Natürliche Vorkommen: ~ 0,7 % U235 Natürliche Vorkommen: ~ 0,7 % U235 Benötigt: Benötigt: Für Reaktoren: ~ 3 % Für Reaktoren: ~ 3 % Für Waffen:> 60 % Für Waffen:> 60 % Uran wird in Uranylflourid überführt Gas Uran wird in Uranylflourid überführt Gas Gaszentrifuge Gaszentrifuge Trenndüsen Trenndüsen

11 Historischer Überblick 1789 von Martin Heinrich Klaproth entdeckt: hielt Oxid für Element 1789 von Martin Heinrich Klaproth entdeckt: hielt Oxid für Element Wurde nach Uranus, dem damals entferntesten bekannten Planeten benannt, da schwerstes bekanntes Element Wurde nach Uranus, dem damals entferntesten bekannten Planeten benannt, da schwerstes bekanntes Element 1856 erstmals reines Uran von Peligot dargestellt 1856 erstmals reines Uran von Peligot dargestellt 1896 Becquerel entdeckt die Radioaktivität des Urans 1896 Becquerel entdeckt die Radioaktivität des Urans

12 Uran als radioaktives Element Alle Isotope radioaktiv Alle Isotope radioaktiv Spaltung möglich Spaltung möglich Stark unterschiedliche Halbwertszeiten und Aktivitäten der verschiedenen Isotope Stark unterschiedliche Halbwertszeiten und Aktivitäten der verschiedenen Isotope Ausnutzung der spaltbaren Eigenschaft in Reaktoren und Waffen Ausnutzung der spaltbaren Eigenschaft in Reaktoren und Waffen d d a a Mio. a Mio. a d Mrd. a h

13 Der Zerfall von Uran Sowohl Alpha- als auch Beta-Zerfall möglich Sowohl Alpha- als auch Beta-Zerfall möglich α / β / γ – Strahler α / β / γ – Strahler lange, komplexe Zerfallsreihen, verschiedene Varianten, enden meistens auf Blei lange, komplexe Zerfallsreihen, verschiedene Varianten, enden meistens auf Blei Transurane Transurane

14 Die Uranspaltung

15 Die Kettenreaktion

16 Die Atombombe

17 Kernkraftwerke PRO: Unerlässlich für unseren energieintensiven Lebensstandard Unerlässlich für unseren energieintensiven Lebensstandard umweltfreundlich umweltfreundlichCONTRA: hohes Risiko durch Störfälle hohes Risiko durch Störfälle noch keine Endlösung für Atommüll noch keine Endlösung für Atommüll

18 Verwendete Quellen seilnacht.com seilnacht.com schlaufuchs.at schlaufuchs.at Taschenbuch der Chemie Taschenbuch der Chemie Wolfgang Hingst: Zeitbombe Radioaktivität Wolfgang Hingst: Zeitbombe Radioaktivität Microsoft Encarta Microsoft 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 Atomphysik dtv-Atlas zur Atomphysik Gollenz/Stuzka/Eder/Tentschert: Physik 4 Gollenz/Stuzka/Eder/Tentschert: Physik 4 semmler.at.tp semmler.at.tp Unser Physikbuch Unser Physikbuch

19 Fragen und Antworten

20 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit


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