Úvod
Uran (U) je těžký, radioaktivní a stříbrolesklý kov, který je klíčový pro jadernou energetiku. Jeho protonové číslo je 92 a v periodické tabulce ho řadíme mezi aktinoidy. V čistém stavu má stříbřitě bílý vzhled, ale na vzduchu rychle oxiduje a tmavne. Přirozeně se vyskytuje v nízkých koncentracích v zemské kůře, vodě i horninách. Průmyslově se získává především z rudy zvané uraninit, známé také jako smolinec. Je jedním z nejtěžších přirozeně se vyskytujících prvků na Zemi a jeho izotopy jsou nestabilní.
Vlastnosti
Uran (U) je těžký, stříbřitě bílý a radioaktivní kov patřící do skupiny aktinoidů s protonovým číslem 92. Vyznačuje se velmi vysokou hustotou, která převyšuje hustotu olova, a je také kujný a tažný. Na vzduchu se pomalu pokrývá vrstvou oxidu a snadno reaguje s vodou i kyselinami. V přírodě se vyskytuje ve formě několika izotopů, z nichž nejhojnější je uran-238. Klíčový je však štěpný izotop uran-235, který je základem pro jadernou energetiku a zbraně. Jeho sloučeniny mají často výrazné zbarvení, například žluté nebo zelené.
Vznik názvu
Prvek byl pojmenován v roce 1789 chemikem Martinem Klaprothem. Jeho název je odvozen od planety Uran, kterou jen o osm let dříve objevil astronom William Herschel. Pojmenování nového chemického prvku na počest nedávno objevené planety se stalo inspirací pro tehdejší vědeckou komunitu.
Objev
Uran byl objeven v roce 1789 německým chemikem Martinem Heinrichem Klaprothem, který jej pojmenoval podle tehdy nově objevené planety Uran. Klaproth však izoloval pouze jeho oxid, nikoliv čistý kov. To se podařilo až v roce 1841 francouzskému chemikovi Eugènu-Melchioru Péligotovi. Zásadní zlom přišel v roce 1896, kdy Henri Becquerel náhodou objevil, že uranové soli vyzařují neviditelné záření. Tento jev, později Marií Curie-Skłodowskou nazvaný radioaktivita, otevřel dveře k pochopení atomového jádra a odstartoval jadernou éru. Předtím byl využíván hlavně jako barvivo ve sklářství.
Výskyt v přírodě
Uran se v přírodě nevyskytuje v ryzí formě, ale je rozptýlen v zemské kůře v nízkých koncentracích vázaný v minerálech. Jeho hlavním zdrojem je uraninit, známý také jako smolinec, a dále karnotit či autunit. Největší ložiska se nacházejí v Kazachstánu, Kanadě a Austrálii. Těžba probíhá povrchově, hlubinně nebo metodou loužení přímo v hornině. Vytěžená ruda se drtí a následně louží kyselými či zásaditými roztoky, aby se uran oddělil. Výsledkem je koncentrát zvaný žlutý koláč (yellowcake), který se dále chemicky čistí a zpracovává pro využití v reaktorech.
Využití
Uran je primárně známý pro své využití v jaderné energetice. Izotop uran-235 je štěpný materiál, který v reaktorech generuje obrovské množství tepla pro výrobu elektřiny. Ochuzený uran, vedlejší produkt obohacování, se díky své extrémní hustotě používá v protipancéřové munici a jako vyvažovací závaží v letadlech. Historicky se jeho soli přidávaly do skla a keramiky pro dosažení unikátního žlutozeleného zbarvení. V přírodě je uran klíčový; jeho pomalý radioaktivní rozpad je významným zdrojem vnitřního tepla Země, které pohání geologické procesy jako deskovou tektoniku. Tento rozpad také umožňuje radiometrické datování velmi starých hornin.
Sloučeniny
V přírodě se uran vyskytuje především v minerálech jako uraninit (smolinec), což je v podstatě oxid uraničitý, nebo v komplexnějších strukturách jako karnotit a torbernit. Tyto nerosty vznikají geologickými procesy a představují primární rudy pro těžbu. Člověkem vyrobené sloučeniny jsou klíčové pro jaderný průmysl. Nejznámější je hexafluorid uranu (UF₆), těkavá látka používaná pro obohacování uranu v centrifugách. Pro samotné palivové články se uran zpracovává do formy stabilního keramického oxidu uraničitého (UO₂). Další významnou průmyslovou sloučeninou je octaoxid triuranu (U₃O₈), známý jako „žlutý koláč“.
Zajímavosti
Uran je jedním z nejhustších přirozeně se vyskytujících prvků na Zemi, téměř dvakrát hustší než olovo. Zajímavostí je jeho pyroforičnost; jemně rozptýlený kovový uran se může samovolně vznítit na vzduchu. Před přibližně dvěma miliardami let existoval v oblasti Oklo v dnešním Gabonu přírodní jaderný reaktor. Tehdejší vyšší koncentrace U-235 a přítomnost vody umožnily samovolnou štěpnou reakci po statisíce let. Všechny izotopy uranu jsou radioaktivní, žádný není stabilní. Některé jeho sloučeniny se při velmi nízkých teplotách stávají supravodivými, což je neobvyklá vlastnost pro těžké aktinoidy.
