Uranium in een notendop

Uranium is een extreem zwaar metaal, maar in plaats van weg te zinken in de kern van de aarde, is het geconcentreerd op het oppervlak. Uranium wordt bijna uitsluitend gevonden in de continentale aardkorst, omdat de atomen niet passen in de kristalstructuur van de mineralen van de mantel. Geochemisten beschouwen uranium als een van de onverenigbare elementen, meer in het bijzonder een lid van het lithofiele element met grote ionen of LILE-groep. De gemiddelde overvloed ervan, over de hele continentale korst, is iets minder dan 3 delen per miljoen.

Uranium komt nooit voor als blank metaal; het komt eerder voor in oxiden als mineralen uraninite (UO₂) of pitchblende (gedeeltelijk geoxideerd uraniniet, conventioneel gegeven als U₃O₈). In oplossing reist uranium in moleculaire complexen met carbonaat, sulfaat en chloride zolang de chemische omstandigheden oxideren. Maar onder reducerende omstandigheden valt uranium uit de oplossing als oxidemineralen. Dit gedrag is de sleutel tot uraniumprospectie. Uraniumafzettingen komen voornamelijk voor in twee geologische omgevingen, een relatief koele in sedimentaire gesteenten en een hete in granieten.

Sedimentaire deposito's in uranium

Omdat uranium onder oxiderende omstandigheden in oplossing beweegt en onder reducerende omstandigheden wegvalt, neigt het ertoe zich te verzamelen waar zuurstof afwezig is, zoals in zwarte schalie en andere rotsen rijk aan organisch materiaal. Als oxiderende vloeistoffen binnenkomen, mobiliseren ze het uranium en concentreren het langs de voorkant van de bewegende vloeistof. De beroemde roll-front uraniumafzettingen van het Colorado-plateau zijn van dit type, daterend uit de laatste paar honderd miljoen jaar. De uraniumconcentraties zijn niet erg hoog, maar ze zijn gemakkelijk te delven en te verwerken.

De grote uraniumafzettingen in het noorden van Saskatchewan, in Canada, zijn ook van sedimentaire oorsprong, maar met een ander scenario van veel hogere leeftijd. Daar werd een oud continent diep geërodeerd tijdens het vroege proterozoïsche tijdperk ongeveer 2 miljard jaar geleden, en werd toen bedekt met diepe lagen sedimentair gesteente. De ongelijkheid tussen de geërodeerde kelderrotsen en de overliggende sedimentaire bassinrotsen is waar chemische activiteit en vloeistof geconcentreerd uranium in orebodies stroomt met een zuiverheid van 70 procent. De Geological Association of Canada heeft een grondige verkenning van deze niet-conforme uraniumafzettingen gepubliceerd met volledige details van dit nog steeds mysterieuze proces.

Ongeveer in dezelfde tijd in de geologische geschiedenis, groeide een sedimentaire uraniumafzetting in Afrika tegenwoordig zo geconcentreerd dat het een natuurlijke kernreactor "ontstak", een van de mooiste trucjes van de aarde.

Granietachtige uraniumafzettingen

Terwijl grote lichamen van graniet stollen, worden de sporen van uranium geconcentreerd in de laatste restjes vloeistof die nog over zijn. Vooral op ondiepe niveaus kunnen deze breken en omliggende rotsen binnendringen met metaalhoudende vloeistoffen, waardoor eraderen achterblijven. Meer afleveringen van tektonische activiteit kunnen deze verder concentreren, en 's werelds grootste uraniumafzetting is een van deze, een hematiet Breccia-complex op de Olympische Dam in Zuid-Australië.

Goede exemplaren van uraniummineralen worden gevonden in de laatste fase van het stollen van graniet - de aderen van grote kristallen en ongebruikelijke mineralen die pegmatieten worden genoemd. Er kunnen kubieke kristallen van uraniniet, zwarte korsten van pitchblende en platen van uranium-fosfaatmineralen zoals torberniet (Cu (UO) worden gevonden₂) (PO₄)₂· 8-12H₂O). Zilver, vanadium en arseenmineralen komen ook vaak voor waar uranium wordt gevonden.

Pegmatiet uranium is vandaag niet waard om te ontginnen, omdat de ertsafzettingen klein zijn. Maar ze zijn waar de goede minerale exemplaren worden gevonden.

De radioactiviteit van uranium beïnvloedt de mineralen eromheen. Als u een pegmatiet onderzoekt, omvatten deze tekenen van uranium zwartzwart fluoriet, blauwe celestiet, rookkwarts, gouden beryl en rood gekleurde veldspelden. Chalcedoon dat uranium bevat, is ook intens fluorescerend met een geelgroene kleur.

Uranium in de handel

Uranium wordt gewaardeerd om zijn enorme energie-inhoud, die kan worden benut om warmte in nucleaire reactoren te genereren of ontketend in nucleaire explosieven. Het nucleaire non-proliferatieverdrag en andere internationale overeenkomsten regelen het verkeer in uranium om ervoor te zorgen dat het alleen voor civiele doeleinden wordt gebruikt. De wereldhandel in uranium bedraagt ​​meer dan 60.000 ton, allemaal volgens internationale protocollen. De grootste producenten van uranium zijn Canada, Australië en Kazachstan.

De prijs van uranium fluctueerde met het lot van de kernenergie-industrie en de militaire behoeften van verschillende landen. Na het uiteenvallen van de Sovjet-Unie zijn grote voorraden verrijkt uranium verdund en verkocht als nucleaire brandstof onder de sterk verrijkte Uranium-aankoopovereenkomst, die de prijzen tot in de jaren negentig laag hield..

Vanaf ongeveer 2005 zijn de prijzen echter gestegen en zijn goudzoekers voor het eerst in een generatie weer in het veld. En met hernieuwde aandacht voor kernenergie als koolstofvrije energiebron in de context van de opwarming van de aarde, is het tijd om weer vertrouwd te raken met uranium.