Experimente liefern Hinweise auf Uran-Verbreitung in der Umwelt

Wissenschafter der ETH Lausanne (EPFL) haben bei Experimenten mit Uran erstmals beobachten können, wie dieses von einem wasserlöslichen in einen festen Zustand übergeht. Dies könnte das Verständnis verbessern, wie sich radioaktive Verbindungen in der Umwelt ausbreiten.

Unkontrollierte Verbreitung

Uran ist ein radioaktives Schwermetall, das in der Erdkruste und in winzigen Konzentrationen in Wasser, Luft, Pflanzen und Knochen vorkommt. In der Natur tritt das Metall in verschiedenen Oxidationszuständen auf: Das vierwertige Uran ist kaum wasserlöslich. Aber "in der Oxidationsstufe +6 ist Uran größtenteils löslich und kann sich daher unkontrolliert in der Umwelt verbreiten", sagte Zezhen Pan von der EPFL, Hauptautor der Studie, in einer Mitteilung der Hochschule.

Entsprechend intensiv erforschen Wissenschafter die verschiedenen Oxidationszustände von Uran. Nun konnten die EPFL-Forschenden unter dem Elektronenmikroskop beobachten, wie sich sechswertiges in vierwertiges Uran umwandelt. Ihre Ergebnisse erschienen im Fachmagazin "Nature Communications".

Mineral-Entstehung

Während des Umwandlungsprozesses identifizierten die Wissenschafter ein neues molekulares Phänomen: Das sechswertige Uran ging in einer Wechselwirkung mit dem Mineral Magnetit zuerst in fünfwertiges und danach in vierwertiges Uran über. Währenddessen bildeten sich aus winzigen Nanopartikeln hauchdünne Drähte - etwa 100.000 Mal feiner als ein Haar. Diese formten schließlich das Mineral Uraninit.

Die Ergebnisse seien vielversprechend, weil sie Einblicke in die natürliche Bildung von nanoskaligen Mineralien gäben, sagte der Letztautor der Studie, Rizlan Bernier-Latmani. So könnte das Wissen etwa dabei helfen, wie sich radioaktiver Atommüll sicher lagern lässt.