Erinnern Sie sich noch?  Das ist meine gewesen...

Inzwischen hat die Wende längst zur Einstellung der Uranerzförderung und Aufbereitung in Sachsen und Ostthüringen geführt. Heute bestehen daher praktisch keine Fundmöglichkeiten für Uranminerale mehr. Noch immer wird an der Sanierung von durch den Uranerzbergbau verursachten Bergschäden gearbeitet. An vielen Stellen sind infolge der Sanierung bereits "neue Landschaften" entstanden. Dabei sind aber auch viele Zeugnisse dieses letzten Berggeschreis schon endgültig verschwunden. Sie waren nicht mehr gewollt. Die Bewohner der Regionen, die unter dem Erzbergbau zu leiden hatten, kann sicher jeder verstehen.

Die Angst vor den "Strahlen" ist aber keineswegs verschwunden. Das ist leider auch dem Umstand geschuldet, daß in einigen Bundesländern unserer "Bildungsrepublik" Physik und Chemie gar nicht mehr unterrichtet werden. Unkenntnis führt immer auch zu Unsicherheit. Fakt ist aber, daß wir alle ständig von Strahlung "beschossen" werden, die sowohl aus dem geologischen Untergrund, als auch vom Himmel kommt. Fakt ist auch, daß es ohne mutagene Faktoren wie die radioaktive Strahlung Evolution gar nicht geben würde. Wie jede Wurst hat also auch die Sache mit der Radioaktivität zwei Enden.

Die Rechtslage ist in der BRD durch die Strahlenschutzverordnung (StrSchVO) geregelt, die im engeren Sinne natürlich nur für solche Tätigkeiten gilt, bei denen mit radioaktiver Strahlung umgegangen werden muß ‒ sie gilt z. B. also auch für die MTA in der Röntgenabteilung des Krankenhauses, für Piloten, die beruflich der Höhenstrahlung ausgesetzt sind oder für Bergleute in Sanierungsbetrieben, die in den Stollen unserer Altvorderen aufräumen müssen. Sie umfaßt beileibe nicht nur Kernkraftwerke; Strahlung ist ‒ das bemerkte ich ja schon ‒ allgegenwärtig und ein natürlicher Prozeß.

Im §6 StrSchVO¹⁾ werden zwei Grundsätze formuliert: Wo immer mit radioaktivem Material umgegangen werden muß, besteht zum Einen ein Vermeidungsgebot für unnötige (künstlich hervorgerufene) Strahlungsexposition. Aber auch dort, wo man sich unterhalb der in langen Tabellen im Anhang der StrSchVO definierten Freigrenzen bewegt, wird die Forderung gestellt, die Exposition so weit, wie es der Stand von Wissenschaft und Technik ermöglicht, zu verringern (Minimierungsgebot). Das ist ‒ was künstliche oder zumindest "künstlich" der Umwelt entnommene Strahlungsquellen, wie etwa Mineralstufen angeht ‒ auch völlig in Ordnung. Darin besteht auch der Grund, daß Sie in den meisten öffentlichen Einrichtungen ‒ wie zum Beispiel dem Museum "terra mineralia" in Freiberg²⁾ ‒ kaum ein einziges Uranmineral finden werden, obwohl das Uran wirklich farbenprächtige und sehenswerte Minerale bilden kann.

Zweifelsohne muß man diesen Stoffen mit dem nötigen Respekt begegnen und mit Sachkenntnis damit umgehen. Ich setze mal voraus, daß alle Mineraliensammler, die sich diesen Mineralien widmen, diesen Sachverstand besitzen, sich ihre schönsten Stufen nicht gerade unters Kopfkissen legen und sie so lagern, daß sie sich selber (und Andere) nicht gefährden. Das macht u. U. schon ein bißchen mehr Aufwand.

Deshalb nutzen wir die moderne Technik und zeigen Ihnen ein paar uranhaltige Minerale aus unserem Freistaat jetzt auf diesem Wege. Das ist für den Betrachter absolut ungefährlich ‒ wenn man davon absieht, daß ältere Monitore ebenfalls Strahlung aussenden können...

Die im Folgenden zusammengestellten Bilder von Uranmineralien stammen aus privaten Sammlungen von Altbergbaufreunden. Wir bedanken uns ganz herzlich bei allen, die uns Fotos oder Stufen zum Fotografieren zur Verfügung gestellt haben und wir hoffen auf weitere Ergänzungen in den noch zahlreich verbliebenen Lücken. 

J. B.   

1) Hier der Auszug aus dem Text der StrSchVO:

§ 6  Vermeidung unnötiger Strahlenexposition und Dosisreduzierung
(1) Wer eine Tätigkeit nach § 2 Abs. 1 Nr. 1 plant oder ausübt, ist verpflichtet, jede unnötige Strahlenexposition oder Kontamination von Mensch und Umwelt zu vermeiden.
(2) Wer eine Tätigkeit nach § 2 Abs. 1 Nr. 1 plant oder ausübt, ist verpflichtet, jede Strahlenexposition oder Kontamination von Mensch und Umwelt unter Beachtung des Standes von Wissenschaft und Technik und unter Berücksichtigung aller Umstände des Einzelfalls auch unterhalb der Grenzwerte so gering wie möglich zu halten.

2) Ich habe es selbstverständlich überprüft:
In der terra mineralia findet man nach längerem Suchen - und zwar in der "UV-Show" ‒ tatsächlich eine einzige, im UV-A-Licht prächtig hellgrün fluoreszierende Stufe Novačekit. Außerdem gibt es z. Z. im Afrikasaal eine "Spielvitrine" zum Thema Radioaktivität. Dort wiederum wurde ‒ damit das Zählrohr wenigstens ein bißchen ausschlägt ‒ je eine kleine, aber im Gegensatz zur restlichen Ausstellung ziemlich unansehnliche Stufe Boltwoordit und Torbernit ausgestellt.
Dagegen findet man in den mineralogischen Sammlungen der TU Bergakademie im Abraham-Gottlob-Werner-Bau einige schöne Stufen, die wir nach unserem Besuch 2017 in die folgende Fotosammlung mit aufnehmen.

Und noch eine Anmerkung: Wir benutzen für die folgende Zusammenstellung ‒ in "Symmetrie" zu unseren anderen Beiträgen mit mineralogischen Bildsammlungen ‒ eine systematische, chemische Untergliederung nach Standardwerken (z.B. Rößler´s "Lehrbuch der Mineralogie", Ausgabe 1980), auch wenn durch die Spezifik dieser Auswahl gewissermaßen einige "Fehlstellen" unvermeidlich sind. Wo es Abweichungen in der in verschiedenen Quellen angegebenen chemischen Zusammensetzung gibt, führen wir die Strukturformel nach Rößler und die Summenformel nach IMA auf. Wie üblich geben wir Synonyme und ältere Bezeichnungen in Klammern an. Andere radioaktive Elemente, wie das auch recht häufige Thorium klammern wir in unserer Zusammenstellung aber erst mal aus.

Unsere Aufführung der bisher in Sachsen nachgewiesenen Uranminerale ist J. Stark: "Uranmineralien in Sachsen", 2009, entnommen.

Weitere Quellen zum Uranerzbergbau weltweit und durch die Wismut gibt es reichlich. Sehr hilfreich ist immer die "Wismut-Chronik", die man für 7,50 Euro auf CD-ROM erwerben kann. Sehr umfassend sind auch die Wikipedia- Artikel u. a. zu den Schlagwörtern Uran, Uranlagerstätten und Wismut GmbH (Unternehmen). Die nachstehenden Angaben zu den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Elements haben wir dort entnommen.

Geschichte

In den Bergwerken des sächsischen und böhmischen Teils des Westerzgebirges war schon im 16. Jahrhundert ein schwarzes, schweres, damals nutzloses Mineral bekannt, das verschiedentlich dem Eisen oder Zink zugeordnet wurde. Hier entstand der deutsche Name „Pechblende“ für dieses Mineral. Als Typlokalität für die Pechblende gilt St. Joachimsthal (heute: Jáchymov). In seiner Zeit als Stadtarzt in Joachimsthal beschäftigte sich bereits Agricola mit der für ihn noch rätselhaften Krankheit, die ausschließlich Bergleute befiel und später als "Schneeberger Krankheit" bekannt wurde.

Als Typlokalität für das Mineral Uraninit (Pechblende) gilt die Ganglagerstätte St. Joachimsthal (heute Jáchymov), von wo es F. E. Brückmann 1727 erstmals beschrieben hat. Der Berliner Chemiker Martin Heinrich Klaproth entdeckte 1789 in Material aus der Johanngeorgenstädter Grube Georg Wagsfort das Element Uran, konnte das reine Metall jedoch noch nicht darstellen. Das gelang erst fünfzig Jahre später im Jahre 1841 dem Franzosen Eugène Peligot.

Wirtschaftliche Verwendung fanden Uranverbindungen im 19. Jahrhundert fast ausschließlich zum Färben von Glas und Keramik. Alltäglichen Gebrauchsgegenständen wie Schüsseln, Gläsern usw. gaben die Uransalze eine gelbgrüne Farbe ("annagrün"). Glashersteller aus Joachimsthal benutzten diese Technik bereits 1826. Die Verwendung von Uranverbindungen zur Glasfärbung wurde noch bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts fortgeführt, bevor es durch andere, weniger bedenkliche Farbpigmente ersetzt wurde. Bis 1898 waren bereits 21 verschiedene Uranminerale bekannt, davon wurden 14 im Erzgebirge zum ersten Mal beschrieben.

Mit Uranverbindungen gefärbte Gläser fluoreszieren prächtig im UV-Licht.
(Exponate aus der Lagerstättensammlung der SDAG Wismut, Hartenstein. Foto A. Schraps, 2014).

Antoine Henri Becquerel entdeckte 1896 die Radioaktivität des Urans. Aus Aufbereitungsrückständen aus Joachimsthal isolierten 1898 Marie und Pierre Curie in Paris schließlich die Elemente Polonium und Radium.

Diese Entdeckungen lösten ein großes wissenschaftliches Interesse und in dessen Folge auch einen wirtschaftlichen Aufschwung der Uranerzförderung im böhmischen Joachimsthal aus. Dies weckte auch im Königreich Sachsen Interesse. Der Freiberger Professor Carl Schiffner erhielt Anfang des 20. Jahrhunderts den Auftrag, radioaktive Quellen und Mineralvorkommen im Erzgebirge zu untersuchen. Dabei wurden in Oberschlema (im "Radiumort" auf der Sohle des Markus Semmler- Stollns) stark Radium- und Radon- haltige Wasserzutritte entdeckt, was 1929 zur Entstehung des Kurbades Oberschlema führte. Nach der Sanierung wurde das neuerrichtete Kurbad Actinon in Oberschlema 2006 wiedereröffnet. Auch in Ronneburg waren radonhaltige Quellen ("Brunnenholz") bekannt und wurden als Heilquellen genutzt.

Carl Wilhelm Anton Schiffner (* 30. Mai 1865 in Cainsdorf; † 16. September 1945 in Freiberg) war ein deutscher Hüttenkundler und Hochschullehrer. Der Sohn des auf der Königin Marien- Hütte tätigen Hüttenchemikers Carl Anton Schiffner und dessen Ehefrau Marie geb. Schönfelder studierte das Hüttenwesen an der Bergakademie in Freiberg. Nach Beendigung seiner Studien war er in verschiedenen leitenden Stellen tätig, zuletzt als Laboratoriumsleiter in der Hütte Halsbrücke. In dieser Zeit widmete er sich der dokismatischen Edelmetallbestimmung, die 1902 zu seiner Berufung als Professor der Metallhüttenkunde und Elektrometallurgie an der Bergakademie Freiberg geführt haben. 1909 erhielt er zusätzlich den Lehrauftrag für Probierkunde.

Er ist unter den Professoren der Königlich Sächsischen Bergakademie besonders durch die zwischen 1908 und 1912 von ihm ausgeführten Untersuchungen radioaktiver Wässer im sächsischen Erzgebirge und im Vogtland bekannt geworden. In der Folge wurde auch an der Bergakademie Freiberg ein "Radiuminstitut" gegründet. Er untersuchte aber auch die Flugstaubabscheidung aus Hüttengasen durch elektrostatische Abreinigung. Seine Kenntnisse fanden u. a. Niederschlag in dem Lehrbuch „Einführung in die Probierkunde“ und in dem Kögler‘schen „Taschenbuch für Berg- und Hüttenleute“.

Die Wismut

Einen direkten Uranbergbau gab es in Sachsen vor dem Zweiten Weltkrieg nicht; die Produktion war auf eine geringe Beigewinnung von Uran aus den westerzgebirgischen Kobalt- Wismut- Nickel- Gruben beschränkt.

Mit Ende des Zweiten Weltkriegs kamen unverzüglich sowjetische Experten ins Land. Diese sollten zuerst den Stand der deutschen Atomforschung untersuchen. Gleichzeitig nahmen Untersuchungen im Erzgebirge ihren Anfang, um natürliche Uranvorkommen zu finden. Am 14. September 1945 wurde dafür durch die 9. Verwaltung des Ministeriums des Innern der UdSSR die „Sächsische Erkundungsexpedition (Sächsische Erzsuchabteilung)“ gegründet. Bergbauanlagen wurden dazu teilweise von der 1937 gegründeten Sachsenerz Bergwerks AG übernommen. Die im April 1946 gegründete „Gewinnungs- und Erkundungsexpedition“ (Sächsische Gewinnungs- und Erkundungsgruppe) setzte die begonnenen Arbeiten fort.

Am 29. Juli 1946 wurde auf Beschluß des Ministerrates der UdSSR die Gewinnung- und Erkundungsexpedition in die „Sächsische Bergbauverwaltung“, dem Vorläufer der späteren Generaldirektion der Wismut AG, umgebildet. Im Mai 1947 erteilte die SMAD den Befehl Nr. 128, der die Überführung mehrerer sächsischer Bergbauanlagen in sowjetisches Eigentum und die Anrechnung auf das Reparationskonto der UdSSR enthielt. Die Wismut³⁾ AG (mit Sitz in Moskau) erhielt die im Befehl Nr. 131 der Sowjetischen Militäradministration (SMA) Sachsen vom 30. Mai 1947 bezeichneten Bergbauverwaltungen Schneeberg, Johanngeorgenstadt, Annaberg, Marienberg, Lauter und das Aufbereitungswerk Pechtelsgrün als Grundausstattung. Die am 4. Juni in Moskau gegründete deutsche Zweiggesellschaft hatte ihren Sitz in Aue, wo sie am 2. Juli 1947 im Handelsregister eingetragen wurde.

Im Jahr 1948 wurde der Sitz der Gesellschaft nach Chemnitz- Siegmar in das Rathaus in der Rathausstraße 5 verlegt. Im Jahr 1952 wurde der Firmensitz in das an der Jagdschänkenstraße 29 neuerbaute Verwaltungsgebäude verlegt, in welchem heute die Regionalstelle der Bundesknappschaft logiert. Nachdem bis 1953 alle SAG vornehmlich in Volkseigene Betriebe überführt wurden, wurde die Wismut AG liquidiert und als Sowjetisch- Deutsche Aktiengesellschaft (SDAG) neu gegründet, die bis 1991 existierte. Die SDAG nahm ihre wirtschaftliche Tätigkeit am 1. Januar 1954 auf.

Die Beschäftigtenzahl, die 1953 mit 132.800 ihren Höhepunkt erreichte, sank bis 1962 wieder auf etwa 45.000 und blieb danach bis Ende der 1980er Jahre fast unverändert. Die Wismut AG / SDAG Wismut war damit eines der größten Industrieunternehmen in der DDR. Die Bedeutung der Wismut für die DDR wurde dadurch unterstrichen, daß die SED- Parteiorganisation im Unternehmen, die Gebietsleitung Wismut, den Rang einer SED- Bezirksleitung hatte. Die heutige Unternehmensleitung der Wismut GmbH hat ihren Sitz im Gebäude der einstigen Gebietsparteileitung in der Jagdschänkenstraße in Chemnitz. Die Belange der Wismut hatten oftmals Vorrang vor allen anderen Dingen in der DDR. So wurde z. B. die Eisenbahnstrecke Zwickau -Aue- Johanngeorgenstadt zweigleisig ausgebaut, während andernorts in der sowjetischen Besatzungszone jeweils ein Gleis zweigleisiger Strecken als Reparationsleistung für die UdSSR demontiert wurde.

In den 1960er Jahren verfügte die Wismut über einen technischen Stand, der dem weltweiten Niveau gleichartiger Bergbauunternehmen absolut gleich kam. In diesen Zeitraum fielen auch die Entdeckungen der letzten neuentdeckten, bedeutenden Uranlagerstätten in Königstein (Sächsische Schweiz) und in Pöhla.

1984 berechnete die Wismut die Selbstkosten pro kg für die Restressourcen des Unternehmens (inklusive Erkundungsreviere). Diese schwankten zwischen 321,60 Mark (Bergbaubetrieb Königstein) und 1.005,60 Mark (Baufeld Freital- Heidenschanze). Im Durchschnitt lagen sie für alle bewerteten Uranressourcen bei 471,60 Mark/kg und bei 506 Mark/kg Gesamtkosten für Uran im chemischen Konzentrat. Auf DM- Basis gibt es nur eine Bewertung für die Ressourcen des jüngsten Bergbaubetriebes der Wismut in Drosen durch die Interuran / Cogema. Dabei wurden voraussichtliche Gewinnungskosten von 369 DM/kg an der unteren Bauwürdigkeitsgrenze (Schwellengehalt oder neudeutsch Cut-Off) von 0,03 % Uran (300 ppm) und 203 DM/kg bei einem Cut-Off von 0,1 % Urangehalt im Erz errechnet.

Von der Internationalen Atomenergieorganisation (IAEO) und der OECD Nuclear Energy Agency wurden demgegenüber im so genannten Red Book die nachgewiesenen (reasonably assured resources, RAR) und zu Kosten von maximal 130 $/kg weltweit förderbaren Reserven für das Jahr 2007 mit 3,3 Mio. Tonnen angegeben. Wir haben mal nachgeforscht und unter wallstreet-online.de folgende Grafik zur aktuellen Preisentwicklung für Uran gefunden:

Preis für Yellowcake (U₃O₈) am Spotmarkt in $ / lb U₃O₈ (nicht inflationsbereinigt) seit 1987:
2013 lag er bei knapp 40 $/Pfund, respektive also zirka 80 $ pro kg.

Bereits 1989 stellten der Bergbaubetrieb „Willy Agatz“ in Freital wegen Erschöpfung der Lagerstätte sowie die Aufbereitungsanlage Crossen ihren Betrieb ein. Im gleichen Jahr wurde beschlossen, auch die Uranförderung des Bergbaubetriebes Beerwalde auf der Ronneburger Lagerstätte einzustellen. Die politischen Geschehnisse überholten allerdings die Planungen der SDAG Wismut. Im Jahr 1990 einigten sich die DDR und die UdSSR darauf, die Tätigkeit der SDAG Wismut zum 1. Januar 1991 einzustellen, was letztendlich die meisten der zehntausend Beschäftigten ihren Arbeitsplatz kostete.

Mit der deutschen Wiedervereinigung am 3. Oktober 1990 ging der DDR-Anteil der SDAG auf die Bundesrepublik Deutschland über. Durch den Staatsvertrag zwischen der Bundesrepublik Deutschland und der UdSSR vom 16. Mai 1991 ging auch der bis dahin sowjetische Anteil der SDAG Wismut auf Deutschland über. Die Aktiengesellschaft wurde in das Sanierungsunternehmen Wismut GmbH umgewandelt, von dem Anfang 1992 die umfangreichen Neben- und Hilfsbetriebe als Deutsche Fertigungs- und Anlagenbaugesellschaft mbH (DFA) abgespalten wurden. Einzelne Teile der DFA wurden bis 1995 privatisiert, die Restgesellschaft ging danach in Liquidation.

Das grundlegende Ziel der Wismut GmbH besteht bis heute darin, im Interesse der in den betroffenen Gebieten lebenden Menschen eine ökologisch sinnvolle Sanierung der Wismut- Standorte durchzuführen und akzeptable Umweltverhältnisse zu schaffen. Für dieses weltweit einmalige Großprojekt stellte die Bundesregierung Haushaltsmittel in Höhe von ca. 13 Milliarden DM zu Verfügung. Damals erwartete man noch einen Zeitraum von 10 bis 15 Jahren für die Sanierung der Bergbaustandorte. Sie ist bis heute nicht abgeschlossen.

3) Zum Unternehmen Wismut folgende Anmerkung: Natürlich war die Bezeichnung „Staatliche Aktiengesellschaft der Buntmetallindustrie Wismut“ der Verschleierung des tatsächlichen Unternehmenszwecks geschuldet. Und natürlich hat trotzdem jeder gewußt, was wirklich gefördert wurde. Witzigerweise stellte man 2003 im Institut d’astrophysique spatiale in Orsay (Frankreich) fest, daß das bisher für stabil gehaltene, einzige natürliche Isotop des Wismuts ²⁰⁹Bi selber auch radioaktiv und ein Alpha-Strahler mit einer „astronomischen“ Halbwertszeit von (1,9 ± 0,2) · 10¹⁹ Jahren (etwa 19 Trillionen Jahre) ist. 

Zum Element Wismut: Wegen Anfragen aus der jüngeren Generation, die nach der Rechtschreibreform der Rechtschreibreform der Rechtschreibreform im Chemieunterricht die Bezeichnung „Bismut“ für dieses Element gelernt hat, halten wir noch diese Bemerkung für nötig: Lange bevor es die Chemie als Naturwissenschaft gab, war dieses leicht schmelzbare und in der Natur gediegen vorkommende Metall nämlich bereits bekannt. Laut Wikipedia taucht der deutsche Name „Wesemut“ bereits im 14. Jahrhundert auf ‒ wohlgemerkt mit einem W vorn. Die überwiegend lateinisch kommunizierende Wissenschaftselite der Renaissance verwendete die lateinische Schreibweise „Bisemutum“, ganz einfach deswegen, weil die lateinische Schrift kein "W" kennt.

Der Ursprung dieses Namens soll schon im antiken Griechenland liegen, wo man das Metall als ψιμύθιον [psimýthion] oder „Bleiweiß“ bezeichnete. Auf dem Umweg über arabische Schriften ist aus dem griechischen Psi dann quasi mundartabhängig ein W oder ein B entstanden. Oft wird für den deutschen Sprachraum auch auf eine mögliche Ableitung des Namens von der angeblich ersten Mutung in der Zeche „St. Georgen in der Wiesen“ in Schneeberg im 15. Jahrhundert verwiesen.

Lange wurde Wismut als eine Abart von Blei, Zinn, Antimon oder anderen Metallen und Mineralien betrachtet, obwohl schon im 16. Jahrhundert Georgius Agricola eine genauere Unterscheidung versuchte. Der Charakter als chemisches Element wurde erst nach der Mitte des 18. Jahrhunderts durch die Chemiker Claude François Geoffroy, Johann Heinrich Pott, Carl Wilhelm Scheele und Torbern Olof Bergman nachgewiesen. Das chemische Symbol Bi schlug J. J. Berzelius im Jahr 1814 ausgehend von der lateinischen Bezeichnung Bismuthium vor. Damit sich nun aber kein deutscher Schüler mehr den Kopf zerbrechen muß, warum das Metall Wismut das chemische Symbol Bi bekommt, hat man sich Ende der 1980er Jahre (in meinem Chemie- Unterricht gab es noch kein „Bismut“) darauf geeinigt, daß es denn auch in der deutschen Sprache „Bismut" heißen solle. Auf den Eigennamen des Bergbauunternehmens hat das natürlich keinen Einfluß mehr ‒ und auch nicht auf meinen persönlichen Sprachgebrauch: Bei mir heißen sowohl das Unternehmen, als auch das Metall „Wismut".

Eigenschaften des Urans

Uran steht im Periodensystem der Elemente in der Gruppe der Actiniden und besitzt die Ordnungszahl 92. Es galt lange als das natürlich vorkommende Element mit der höchsten Ordnungszahl. Im Jahr 1971 wurden Spuren des Plutoniumisotops ²⁴⁴Pu (Ordnungszahl 94) nachgewiesen, so daß heute Plutonium das Uran als letztes bekanntes, natürlich auftretendes Element abgelöst hat.

Der Clarke- Wert für den Massenanteil des Elements in der (uns zugänglichen) Erdkruste liegt nach Taylor, 1964, bei zirka 2,7 ppm (Gramm pro Tonne). Uran ist also ein relativ verbreitetes Element und in der Erdkruste häufiger zu finden, als solche Elemente wie Zinn, Wolfram, Molybdän oder Wismut. Besonders granitische und kieselsäurereiche Vulkanite können bis zu 14,0 ppm Uran enthalten.

Gegenwärtig sind 28 Isotope und Kernisomere des Elements Uran bekannt, welche Massenzahlen zwischen 218 und 242 besitzen. Alle Uranisotope sind radioaktiv und zerfallen mit unterschiedlichen Halbwertszeiten über mehrere Zwischenprodukte (u. a. Radium, Polonium und das Edelgas Radon) zu verschiedenen Bleiisotopen. Die Anwesenheit von Blei in vielen Uranmineralien resultiert aus diesem Prozeß.

Mit zirka 99,27% Massenanteil überwiegt das Isotop ²³⁸U bei weitem. Es besitzt mit fast 4,5 Milliarden Jahren auch die längste Halbwertszeit unter den Uranisotopen. In natürlichem Uran folgen nach ihrer Häufigkeit ²³⁵U mit 0,72% und ²³⁴U mit 0,0055%. In der Kerntechnik wird vor allem das spaltbare Uranisotop mit der Massenzahl 235 verwendet.

Mit einer Dichte von 19,16 g/cm³ gehört Uran auch zu den "schwersten" Elementen überhaupt.

In reiner Form besitzt Uran metallische Eigenschaften. Die meisten Säuren lösen metallisches Uran daher auf, während es von Basen nicht angegriffen wird. An der Luft überzieht sich das Metall ähnlich wie Aluminium mit einer Oxidschicht.

Uran bildet eine Vielzahl von natürlichen Verbindungen, in denen es in den Oxidationsstufen +3 bis +6 vorliegen kann. Je nach Oxidationszahl variiert die Farbe von Uransalzen in wässriger Lösung ebenso wie in festen Verbindungen: U³⁺-Ionen färben violett, U⁴⁺ grün, (U⁵⁺O^2-)³⁺ blaßlila und das Uranylion (U⁶⁺O^2-₂)²⁺ gelb. In der Natur tritt Uran überwiegend mit den Wertigkeiten +4 und +6 auf. Vierwertige Uranminerale (insbesondere Pechblende) sind in Wasser unter normalen pH- Eh- Bedingungen nahezu unlöslich.

Nicht zu unterschätzen ist neben der Radioaktivität auch die Toxizität der Uranverbindungen. Der Grad der Toxizität der unterschiedlichen Uranverbindungen wird vorwiegend durch deren Löslichkeit bestimmt: Die leichtlöslichen Uranyl-Salze sind am giftigsten. Uran wirkt außerdem teratogen (erbgutschädigend). 

Geochemie

Uran kommt nicht gediegen in der Natur vor, sondern stets in sauerstoffhaltigen Mineralen. Wirtschaftlich bedeutsame Uranminerale sind unter anderem Brannerit und Uraninit, Carnotit und Coffinit, seltener die Sekundärminerale Torbernit, Heinrichit und Uranophan. Gegenwärtig sind rund 230 Uranminerale bekannt, von denen einige lokal ebenfalls von wirtschaftlicher Bedeutung sein können.

Die beiden entscheidenden Faktoren für die Verteilung des radioaktiven Elements Uran auf der Erde sind zum einen der lithophile Charakter des Elements, zum anderen seine unterschiedliche Mobilität in wässrigen Lösungen unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen.

Der lithophile Charakter bewirkt, daß Uran sich in silikatreichen Schmelzen anreichert. Daher enthalten in der Regel felsische Magmatite wie Granit als Plutonit oder Rhyolith als Vulkanit die höchsten Konzentrationen dieses Elements. Die ozeanische Kruste weist dagegen um Größenordnungen geringere Urangehalte auf. In magmatischen Gesteinen wird Uran meist in akzessorische Minerale wie Zirkon oder Monazit eingebaut. Anhand seiner bekannten Halbwertszeit und dem Mengenverhältnis U : Pb kann man sehr gut das Alter der Gesteine ermitteln.

Die unterschiedliche Löslichkeit von Uran unter oxidierenden oder reduzierenden Bedingungen spielt für die Bildung von Uranlagerstätten eine besonders große Rolle. Unter oxidierenden Bedingungen ist Uran (als Uranylion) in wässrigen Lösungen sehr gut löslich und daher sehr mobil, während es unter reduzierenden Bedingungen (als vierwertiges Uranion) sehr schwer löslich ist und ausgefällt wird. Daher sind Gesteinsgrenzen mit zu reduzierendem Milieu wechselnden Redoxeigenschaften oft lagerstättenkontrollierende Faktoren. Solche Grenzen können zum Beispiel Schichten mit hohem Kohlenstoff- Anteil, aber auch sulfidreiche Gesteine sein.

Die unterschiedlichen Lagerstättentypen, aus denen die Wismut in Sachsen und Thüringen Uranerz förderte, beschreiben wir in einem zweiten Beitrag:  Wo sie suchten...

J. B.

Die folgenden Aufnahmen von Mineralstufen stammen aus privaten Sammlungen von Bergbaufreunden. Wir bedanken uns ganz herzlich bei allen, die uns Fotos zur Verfügung gestellt haben.