Abreicherung

Abreicherung ist ein Begriff aus der Kerntechnik und technischen Chemie, der allgemein die Verminderung der relativen Häufigkeit eines oder mehrerer Nuklide eines chemischen Elements bezeichnet.<ref>Winfried Koelzer: Lexikon zur Kernenergie 2017. Hrsg.: Karlsruher Institut für Technologie. KIT Scientific Publishing, 2017, ISBN 978-3-7315-0631-7, S. 6. </ref> Es können zahlreiche Stoffe getrennt (angereichert/abgereichert) werden, sowohl Isotope als auch Moleküle.

Abgereichertes Uran

Datei:VIEW OF DEPLETED URANIUM INGOT AND MOLDS. DEPLETED URANIUM CASTING OPERATIONS CEASED IN 1988. (11-14-57) - Rocky Flats Plant, Non-Nuclear Production Facility, South of HAER COLO,30-GOLD.V,1L-12.tif

Abgereichertes Uran aus Gussarbeiten am ehemaligen Rocky Flats Plant (RFP). Die Arbeiten wurden 1988 eingestellt.

Meist findet sich der Begriff im Zusammenhang mit der Anreicherung von Uran im Isotope 235 gegenüber 238. Die Entdeckung der Isotope erfolgte 1935.<ref></ref> Durch geeignete Trennverfahren werden die zwei Isotop-Fraktionen voneinander getrennt, wobei als Neben- bzw. Koppelprodukt abgereichertes Uran () anfällt.<ref>Background Information on Depleted Uranium | Nuclear Regulatory Commission. In: U.S. NRC. 6. Dezember 2023, abgerufen am 12. Juni 2026 (). </ref> Uran liegt hier in gasförmigem Zustand als Uranhexafluorid (UF₆) vor. Das abgereicherte Produkt wird auch als Tails bezeichnet; dies ist Uran, bei dem der Anteil der Isotope ²³⁴U und ²³⁵U geringer ist als bei dem natürlich vorkommenden Isotopengemisch.

Abgereichertes Uran (DU), also höherkonzentriertes Uran in dem Nuklid 238, besitzt wie auch Uran eine sehr hohe Dichte: etwa 19,2 g/cm³ gegenüber 7,85 g/cm³ bei Stahl und 11,34 g/cm³ bei Blei. Ein alternatives Material mit dieser Dichte wäre Wolfram, welches jedoch teurer ist als DU.

Etwa 95 % des bisher angefallenen abgereicherten Urans, weltweit geschätzt etwa 1,1 Millionen Tonnen, wird immer noch in Form von Uranhexafluorid (UF₆) in großen, speziellen Stahltanks gelagert, meist (aber nicht ausschließlich) in unmittelbarer Nähe der Anreicherungsanlagen, in denen es ursprünglich anfiel. Diese Art der Zwischenlagerung ist offiziell von der Internationale Atomenergie-Organisation (IAEO) genehmigt und kann solange fortgesetzt werden, bis das abgereicherte Uran einer Verwendung zugeführt wird.

Aufkommen und Anwendungen

Datei:Deputy Secretary Poneman signs a cylinder commemorating the start-up of hot functional testing operations at the of Depleted Uranium Hexafluoride (DUF6) Conversion Plant. (4990203996).jpg

Eröffnung des Depleted Uranium Hexafluoride (DUF6) Conversion Plant am Portsmouth Gaseous Diffusion Plant in Piketon, Ohio, im Jahr 2010 durch den Deputy Secretary des Department of Energy (DOE).

Das abgereicherte Uran (DU) fand bisher nur begrenzt Anwendung, beispielsweise als Uranmunition, Ausgleichsgewichte in der Luftfahrt und in der Herstellung von Kernwaffen.

Ausgleichsgewichte

Weiterhin wurde bis zur Diskussion, die durch den Absturz einer Frachtmaschine in Amsterdam (El-Al-Flug 1862) ausgelöst worden war, abgereichertes Uran für Ausgleichsgewichte im Flugzeugbau verwendet. Es wurde Uran verwendet, damit die Gewichte möglichst wenig Platz benötigen. Zur Vermeidung von Kontaminationen und Strahlenbelastung wurde das Uran in Gehäuse aus Stahlblech oder Aluminium eingeschweißt.

Kernenergie

Die Isotopentrennung, bei welcher abgereichertes Uran (DU) anfällt, ist Teil des Kernbrennstoffkreislaufs zur Anreicherung von Uran für Kernreaktoren wie z. B. Leistungsreaktoren. Bei der für Leichtwasserreaktoren (LWR) Brennstäbe üblichen Anreicherung auf etwa 3 % ²³⁵U fallen in modernen Anreicherungsanlagen je Tonne Kernbrennstoff etwa 5,5 Tonnen DU an. Daher besteht ein weltweites Inventar an Uran-238.<ref></ref>

Uranmunition

Abgereichertes Uran (DU) wurde als Uranmunition in panzerbrechenden Geschossen eingesetzt, die durch ihren Urankern bei geringer Größe eine hohe Masse und daher eine enorme kinetische Energie und daher Durchschlagskraft (siehe auch Geschossenergie) besitzen. Durch Verwendung von DU sind sie etwa 40 % weniger radioaktiv als frühere Urangeschosse, die nicht abgereichertes Uran enthielten. Anwendung fanden diese Geschosse in größerem Maße unter anderem im Krieg der USA gegen den Irak<ref></ref> und während des Kosovokriegs 1998/99.

Sicherheit

Uranhexafluorid reagiert mit Wasser sehr heftig und bildet als Reaktionsprodukt giftige Flusssäure (HF). Aufgrund dieser Problematik wird abgereichertes UF₆ teilweise auch zu Uranoxid dekonvertiert<ref></ref>, welches sich längerfristig zwischenlagern lässt. Es wird ansonsten als DUF₆ in Stahlcontainern gelagert.

Die Toxizität des Materials wurde in verschiedenen Studien untersucht.<ref></ref><ref>Wayne Briner: The Toxicity of Depleted Uranium. In: International Journal of Environmental Research and Public Health. Band 7, Nr. 1, 25. Januar 2010, ISSN 1660-4601, S. 303–313, doi:10.3390/ijerph7010303, PMID 20195447, PMC 2819790 (freier Volltext) – (mdpi.com [abgerufen am 12. Juni 2026]). </ref>

Siehe auch

• Entdeckung der Kernspaltung (1938)

Einzelnachweise

<references />