Uran (chemická značka U, ) je radioaktivní chemický prvek šedobílé barvy, která díky oxidaci po čase přechází k šedé barvě. Patří mezi kovy, přesněji do skupiny aktinoidů. Prvek objevil v roce 1789 Martin Heinrich Klaproth a v čisté formě byl uran izolován roku 1841 Eugène-Melchior Péligotem. name="epa">http://www.epa.gov/radiation/radionuclides/uranium.html

Prvek byl pojmenován podle tehdy nově objevené planety Uran, která dostala jméno podle boha Urana v řecké mytologii (otec Titánů a první bůh nebes, manžel bytosti Gaia). Uran se tak stal prvním prvkem pojmenovaným podle nově objevené planety – později následovaly ještě neptunium a plutonium.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti Vzhled, základní vlastnosti Uran je v čistém stavu stříbrobílý lesklý kov, který na vzduchu pozvolna nabíhá – pokrývá se vrstvou oxidů. Rozmělněný na prášek je samozápalný. Není příliš tvrdý a lze jej za obyčejné teploty kovat nebo válcovat. Při zahřívání se stává nejprve křehkým, při dalším zvyšování teploty je však plastický. Při teplotách pod 0,68 K se stává supravodičem I. typu.

Hustota Hustota (specifická hmotnost) uranu při 25 °C je 19,01 g·cm−3, uran tak patří k prvkům s nejvyšší hustotou vůbec, má zhruba o 70 % vyšší hustotu než olovo.

Z dalších prvků má vyšší hustotu pouze osmium (22,57 g·cm−3), iridium (22,50 g·cm−3), platina (21,45 g·cm−3) či rhenium (20,50 g·cm−3); jen o málo větší hustotu má wolfram (19,25 g·cm−3) a zlato (19,30 g·cm−3). Vysoká hustota uranu je důvodem pro mnohá jeho nejaderná využití (např. tanková munice ve vojenství).

Elektronová konfigurace (podrobný rozpis) Elektronová konfigurace atomu: K: 2, L: 8, M: 18, N: 32, O: 5s2, 5p6, 5d10, 5f3 P: 6s2, 6p6, 6d1 Q: 7s2; celková konfigurace: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 4f14 5d10 6s2 6p6 5f3 6d1 7s2.

Historie Historie do objevu radioaktivity Uran se už v roce 79 př. n. l. používal k barvení glazur (nálezy poblíž Neapole s 1% výskytem oxidu uranu).

První laboratorně izolovanou sloučeninou uranu byla uranová žluť 1789 izolovaná lékárníkem a profesorem chemie Martinem Heinrichem Klaprothem, jenž objevil nebo spoluobjevil i několik dalších prvků – (zirkonium, titan, cer a tellur). Klaproth analyzoval rudu z dolu George Wagsfort ve Wittingshalu u Johanngeorgenstadtu v Sasku. Působením kyseliny a po silném zahřátí získal žlutý prášek, uran, jak se domníval. Objev oznámil v projevu před Pruskou akademií věd 24. září 1789 a pojmenoval prvek podle planety Uran objevené krátce předtím (1781), původní název ovšem byl uranit, až v roce 1790 byl přejmenován na uranium. Ve skutečnosti však šlo o jeho síran, čistý uran se podařilo získat až v roce 1841 Francouzi Eugene-Melchior Peligotovi.

Uran se pak používal k barvení skla a glazur, kterým dodával zelenou nebo žlutou barvu (v Jáchymově od roku 1826), těžil se v českém Jáchymově a v britském Cornwallu. Toto použití podstatně kleslo ve druhé polovině 20. století. Podle Ottova slovníku naučného bylo v roce 1904 vytěženo 17 193 kg uranu.

Historie po objevu radioaktivity V roce 1896 zjistil Henri Becquerel, že uran je radioaktivní a – pokud nepočítáme objev rentgenových paprsků krátce předtím – vlastně tím radioaktivitu objevil. Marie Curie-Skłodowská se svým manželem Pierrem Curie poté z uranové rudy (jáchymovského smolince) izolovala dva nové prvky: nejdřív polonium a o něco později pak i radium. Uranové rudy pak byly až do třicátých let (objev umělých izotopů) používány pro výrobu radia v něm obsaženého (radia se velmi brzo po objevu začalo v malých množstvích používat pro lékařské účely). Podle Františka Běhounka bylo ovšem za celou tuto dobu izolováno jen kolem 1,5 kg radia.

Pro účely jaderného průmyslu se začal uran využívat až během (resp. po) druhé světové války.

První umělá jaderná řetězová reakce (tzv. Fermiho reakce) byla spuštěna 2. prosince 1942 italským fyzikem Enricem Fermim na hřišti Chicagské univerzity (CP-1). Prostřednictvím jaderného reaktoru (EBR-1) byl poprvé vyroben proud 20. prosince 1951, první jaderná elektrárna byla zprovozněna v roce 1954 v Obninsku v SSSR.

Izotopy V přírodě se uran nachází v nejrůznějších rudách, ovšem jen v nízkých koncentracích 0,04 – 3 %. Vyskytuje se zde jako směs izotopů 238U (99,274 2 %) a 235U (0,720 4 %) a jen ve velmi malé míře 234U (0,005 4 %).

Uměle bylo syntetizováno mnoho dalších izotopů, včetně přirozeně se vyskytujících tak byla dosud (2018) objevena celá souvislá řada s nukleonovými čísly 216 až 243:Chart of Nuclides , National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory (anglicky)

Izotop Poločas přeměny Druh rozpadu Produkt rozpadu 216U 4,5 ms α 212Th 217U 16 ms α 213Th 218U 510 ms α 214Th 219U 42 μs α 215Th 220U ? ε / α 220Pa/ 216Th 221U 660 ns α 217Th 222U 4,7 μs α 218Th 223U 18 μs α (99,8 %)/ ε (0,2 %) 219Th/ 223Pa 224U 840 μs α 220Th 225U 95 ms α 221Th 226U 268 ms α 222Th 227U 1,1 min α 223Th 228U 9,1 min α (>95 %) / ε (<5 %) 224Th / 228Pa 229U 58 min ε (80 %)/ α (20 %) 229Pa / 225Th 230U 20,8 d α (100 %) / SF (<10−10) % / 24Ne (5×10−12 %) 226Th / různé / 206Pb 231U 4,2 d ε (100,00 %)/ α (≈4,0×10−3 %) 231Pa/ 227Th 232U 68,9 r α (100 %) / 24Ne (9×10−10 %) SF (3×10−12 %) 228Th / 208Pb / různé 233U 159 200 r α (100 %) / 24Ne (9×10−10 %)SF (<6×10−11 %) / 28Mg (<10−13 %) 229Th / 209Pbrůzné / 205Hg 234U ≈245 160 r α (100 %) / SF (1,6×10−9 %) 230Th / různé 235U 7,0381×108 r α (100 %) / SF (7×10−9 %)28Mg (8×10−10 %) / 20Ne (8×10−10 %)25Ne (8×10−10 %) 231Th / různé207Hg / 215Pb210Pb 236U 2,342×107 r α (100 %) / SF (9,4×10−8 %) 232Th 237U 6,75 d β− 237Np 238U 4,4683×109 r α (100 %) / SF (5,4×10−5 %) 234Th / různé 239U 23,45 min β− 239Np 240U 14,1 h β− 240Np 241U ? β− 241Np 242U 16,8 min β− 242Np 243U ? ? ?

Výskyt Minerály a rudy Nejstarší, nejznámější a patrně nejdůležitější rudou je uraninit (jeho ledvinitá forma se nazývá smolinec) neboli nasturan. Chemicky jde o UO2 s příměsemi oxidů olova, thoria a radia. Druhou nejdůležitější rudou je mikroskopický koffinit U(SiO4)1−x(OH)2, který často doprovází uraninit. Další rudy uranu (a zároveň i rudy vanadu) jsou carnotit K2(UO2)2(VO4)2·3H2O a ťujamunit Ca(UO2)2(VO4)2·xH2O. Dále např. ulrichity, což jsou minerály s různým poměrem oxidu uraničitého a oxidu uraničito-uranového, chemicky UO2·U3O8. Méně významné minerály uranu jsou bröggerit, cleveit, nivenit (Norsko) či zippeit (skupina minerálů), autunit a johannit.

Výskyt ve světě vlevo|náhled|Uraninit náhled|10 států, které dohromady těží přes 90 % uranu Uranové rudy se ve velkém množství vyskytují v Kanadě, Austrálii, USA, Nigeru, Nigérii, Kongu, Zairu, Namibii, Gabonu, Rusku, Uzbekistánu, Kazachstánu a Jihoafrické republice. Nové významné ložisko bylo v roce 2007 objeveno v Guineji.

V Evropě se uran těží nebo těžil v Sasku, v anglickém Cornwallu, v Rumunsku, na Ukrajině a v Česku (viz dál Výskyt, těžba a zpracování v Česku). Přestože také Slovensko má podle průzkumů významnější zásoby uranu, těžba se neplánuje. Obecně však těžba v Evropě není z celosvětového hlediska příliš významná.

Podle výroční zprávy OECD z roku 2018https://read.oecd-ilibrary.org/nuclear-energy/uranium-2018_uranium-2018-en#page1 ve světe existují zásoby na více než 130 let, nedostatek uranu se nepředpokládá ani v případě masivního rozvoje jaderné energetiky. Současné světové zásoby dosažitelné pod spotovou úrovní současných cen uvádí na svém webu Světová jaderná organizace pro následujících 90 let.

Velikost těžitelných zásob uranu přesahuje 20 Mt, společně s uranem z moří, z hornin a z thoria dosahují těžitelné zásoby dokonce nejméně 160 Mt.

Značné rezervy navíc existují v recyklaci vyhořelého paliva (zásoby by se pomocí recyklace, která se dosud nevyplatí, zvýšily o 1/3) a ve využití rychlých množivých reaktorů. V případě využití rychlých množivých reaktorů by zásoby vystačily na tisíce let.

Velkou výhodou při těžbě uranu je, že v řadě nalezišť je možné těžit jej současně s jinými surovinami (např. australský megadůl Olympic Dam).

Výskyt v mořské vodě Uran se vyskytuje rovněž v mořské vodě a to v relativně velké koncentraci kolem 3,3 mikrogramů na litr. Odhaduje se, že v mořské vodě jsou celkově obsaženy 4 miliardy tun uranu, zatím však jeho získávání z vody není efektivní. V sladkovodních vodách je obsah uranu velmi proměnlivý.

Výskyt v uhlí Uran je obsažen mimo jiné rovněž v uhlí, což je důvod, proč tepelné elektrárny do prostředí uvolňují celkově mnohem víc radioaktivity než elektrárny jaderné. Z uhlí by dokonce v budoucnu mohla být získávána podstatná část světové spotřeby uranu.

Výskyt, těžba a zpracování v Česku náhled|Pozůstatky hlubinné těžby uranu v okolí Stráže pod Ralskem V minulosti byla významná těžba v Česku, zde zejména v Jáchymově (do 2. poloviny 20. století zdaleka nejvýznamnější zdroj), v Horním Slavkově, v Příbrami a v křídových pískovcích v okolí Stráže pod Ralskem. Po roce 2000 byla v Česku uranová ruda těžena už jen poblíž Dolní Rožínky u Žďáru nad Sázavou, šlo do dubna 2017 o jedinou probíhající těžbu v Evropské unii. Těžba zde byla v květnu 2007 prodloužena na dobu neurčitou, po dobu ekonomické výhodnosti.http://www.mpo.cz/dokument36127.htmlhttp://www.mpo.cz/dokument8092.html Zásoby na ložisku byly vytěženy v dubnu 2017 a tím došlo k ukončení těžby po 60 letech těžební činnosti.Uranový důl Rožná za dva roky skončí. O práci může přijít tisíc lidí

Australská firma Uran Limited usiluje o získání práv na průzkum uranových ložisek na Jihlavskuhttp://jihlavsky.denik.cz/podnikani/20070607uran_pruzkum_vysocina.html Spor o případnou těžbu uranu probíhá také v Podještědí na Liberecku, kde o těžbu v ložisku Osečná-Kotel má zájem společnost Urania Mining, jejímž 100% vlastníkem je australská firma Discovery Minerals Pty Ltd. Firma požádala o průzkumné vrty na ložiscích Osečná-Kotel a Ploužnice, ministerstvo životního prostředí sice žádost v květnu 2008 zamítlo, ale firma Urania Limited se odvolala.[Lidé dál bojují proti těžbě uranu v Podještědí, MfDnes, 21. listopadu 2008] Na jaře roku 2010 začalo Ministerstvo průmyslu a obchodu opět uvažovat o těžbě uranu v Libereckém kraji. Hlavním důvodem je snížení závislosti na dovozu paliva ze zahraničí. Odpůrci argumentují především nedostatkem zkušeností se sanací uzavřených dolů a tím, že ložiska leží v chráněné krajinné oblasti Jizerské hory.MPO chce podpořit těžbu

Hlubinná těžba uranu se v okolí Stráže pod Ralskem prováděla po léta za pomocí vhánění silných kyselin do podzemí, což vedlo ke značnému zamoření podzemních vod. Po skončení vlastní těžby, která dobíhala během roku 2017, se zamořená podzemní voda odčerpávala, aby se chemická kontaminace nešířila do přiléhající zásobárny pitné vody. Celkové náklady na sanaci zamoření, které v lokalitě způsobila těžba uranu, byla v roce 2015 odhadována na 50 miliard korun.Kvůli nešetrné těžbě uranu na Českolipsku uvolní vláda 4,5 miliardy

V bývalém Československu se v minulosti zpracovávala uranová ruda v mydlovarském podniku MAPE. Areál bývalé chemické úpravny je již zlikvidován a je dále zajišťována dlouhodobá sanace odkališť rmutu, která představují jednu z velkých ekologických zátěží v České republice.

Těžba a úprava

Uranová ruda obsahující smolinec se nejprve vylouží kyselinou sírovou, dusičnou nebo chlorovodíkovou. K roztoku se poté přidá přebytek Na2CO3 a Ca(OH)2 k vysrážení hliníku, železa, kobaltu a manganu; vzniklý rozpustný uhličitan uranylo-sodný se rozloží kyselinou chlorovodíkovou a uran se vyloučí ze získaného roztoku soli uranylu zaváděním amoniaku jako (NH4)2U2O7, který se potom žíháním převede na oxid U3O8.