Atomen
in dienst van
de vrede
3. URANIUM - DE BRANDSTOF
VAN HET ATOOMTIJDPERK
We kennen heel wat stoffen, die lange tijd door
iedereen als waardeloos afval werden beschouwd en
die plotseling een grote betekenis hebben gekregen.
Hieronder neemt uranium onbetwist de eerste plaats
in.
Tot aan de Tweede Wereldoorlog werd uranium
een waardeloos zwaar metaal genoemd, waarvan
sommige zouten werden gebruikt als kleurstof in de
glas- en de aardewerkindustrie. Tegenwoordig is het
als voornaamste brandstof van het atoomtijdperk
wel de meest gezochte delfstof ter wereld.
In 1789 vond Martin Klaproth, een Berlijnse apo
theker, het nieuwe element, dat hij naar de pas
ontdekte planeet Uranus met de naam uranium
doopte. Omdat men niet wist, wat men met de
nieuwe stof moest beginnen, raakte de ontdekking
weldra min of meer in het vergeetboek.
Madame Curie
Ruim een eeuw later nam de Fransman Henri
Becquerel waar, dat uranium zonder ophouden in
licht en donker spontaan een mysterieus soort straling
uitzond. Het onderzoekersechtpaar Pierre en Marie
Curie besloot de bron te zoeken van de geheimzinnige
„uranische" straling, die zij later radioactiviteit heb
ben genoemd. Bij het onderzoek van uraniumerts
wisten zij een nieuwe stof, radium (het stralende), af
te scheiden, die 300 maal zo werkzaam bleek te zijn
als uranium. Meer dan 1000 kg materiaal moesten
zij verwerken om 1/10 gram radium te winnen. Toen
bleek dat radium een geneeskrachtige werking bezat,
steeg de vraag ernaar zeer snel. De winning van
uraniumerts ging met sprongen omhoog. maar
alleen om er radium uit af te scheiden, waarbij dan
de uraniumverbindingen als lastig afval achterbleven.
Kort voor de Tweede Wereldoorlog werd in de
wetenschappelijke wereld bekend, dat een uranium
atoom door beschieting met neutronen „stukgeschoten"
kan worden en dat bij deze splitsing een enorme
hoeveelheid energie in de vorm van warmte vrijkomt.
De grote geleerde Albert Einstein wees president
Roosevelt er bij het begin van de Tweede Wereld
oorlog op, dat uranium daardoor wel eens tot een
belangrijke energiebron zou kunnen worden en ook
dat het nieuwe verschijnsel wellicht toegepast zou
kunnen worden voor explosieve doeleinden. Dit heeft
in de Verenigde Staten tijdens de oorlog de stoot
gegeven tot het gigantische onderzoek, dat tenslotte
heeft geleid tot de fabricage van de atoombom.
Uraniumkoorts
Wie de ontwikkelingsgeschiedenis, die hiervoor heel
in het kort is geschetst, kent, verwondert zich er niet
over dat de hele wereldvoorraad aan zuiver uranium
vóór de oorlog niet meer dan enkele grammen groot
was en ook dat sindsdien de wereld door een ware
uraniumkoorts is aangetast. Uranium is een nieuwe
machtsfactor in de wereldpolitiek geworden, een
metaal dat groter betekenis heeft gekregen dan goud
of platina. De eigenschappen van uranium zijn pas
na 1940 nauwkeurig bestudeerd. Het is het zwaarste
metaal dat we kennen, het heeft een soortelijk ge
wicht van 18,7 (ongeveer 2x/% maal zo zwaar als
ijzer). De kleur, die zilverwit is, loopt in de lucht
snel aan met een gele gloed. Het smeltpunt is vrij
laag, nl. ca. 1150° C. Uranium is een zacht metaal:
het wordt door glas gekrast en laat zich gemakkelijk
smeden en pletten.
Zeer verspreid gevonden
Op tal van plaatsen blijken uraniumertsen in de
aardkorst voor te komen. Tegenwoordig vindt men
belangrijke uraniumvelden o.a. in de vroegere zilver
mijnen bij Joachimsthal in Bohemen, in de Belgische
Kongo, Noord-Canada, Australië en Toerkestan.
Steeds meer vindplaatsen worden ontdekt, want
uranium blijkt een metaal te zijn, dat zeer verspreid
voorkomt. Volgens een schatting bestaat ongeveer
1/250.000e deel van de aardkorst uit uranium, wat
betekent dat onze aarde meer uranium dan zilver
herbergt. De grote moeilijkheid is echter, dat uranium
gewoonlijk in heel kleine hoeveelheden zeer verspreid
wordt gevonden, wat vaak de winning niet lonend
maakt. Enorme hoeveelheden erts moeten worden
verwerkt om een geringe hoeveelheid uranium te
winnen. Op 1000 kg erts komt gewoonlijk niet meer
dan 1 tot 5 kg uranium voor.
Daar komt nog bij dat uit elk kilogram ruw uranium,
dat men met veel inspanning heeft weten te winnen,
niet meer dan 7 gram uranium zit, dat rechtstreeks
als kernbrandstof kan worden gebruikt.
We kennen namelijk twee isotopen of tweeling
atomen van radium. Deze hebben allebei 92 pro
tonen in hun kern. Maar het aantal neutronen ver
schilt. Uranium-235, dat we al de brandstof voor de
12
