Yellowcake
Yellowcake (englisch ‚Gelbkuchen‘ oder ‚gelber Kuchen‘) ist ein pulverförmiges Gemisch von Uranverbindungen.[1] Der Name stammt von der ursprünglich gelben Farbe des Pulvers aus früheren Herstellungsverfahren. Aufgrund der heute verwendeten höheren Temperaturen bei der Aufbereitung von Uranerz ist moderner Yellowcake tatsächlich eher braun bis schwarz.[2]
.jpg)
Im Uranerz ist nur zwischen 0,05 % und 0,6 % Uran in Form von Oxiden enthalten. Nach dem Erzabbau folgt als erste Verarbeitungsstufe die Herstellung von Yellowcake, einer Art von Uranerz-Konzentrat, bzw. einem Produkt hoher technischer Reinheit. Das in Yellowcake enthaltene Uran hat bspw. eine Isotopenzusammensetzung von 99,3 % 238U, 0,7 % 235U und Spuren von 234U.[3][4] Die Uranoxide werden dazu aus dem abgebauten Erz mit Säuren herausgelöst.
Yellowcake besteht meist zu mehr als 80 % (Massenanteil) aus Uranverbindungen. Der Name ist damit nicht gleichzusetzen mit U3O8, sondern bezieht sich auf das stabile Oxid (U3O8), als Vergleichsbasis für die unterschiedlichen Produkte und deren Handel (siehe Uranwirtschaft).
Anwendung
Yellowcake ist der Ausgangsstoff für die Herstellung von Brennelementen. Die weiteren Verarbeitungsschritte hängen davon ab, in welchem Reaktortyp das Uran eingesetzt werden soll. Ist eine Anreicherung erforderlich (bswp. für Leichtwasserreaktoren), so wird Yellowcake in einem chemischen Prozess in das unter Normalbedingungen kristalline, ab 56 °C gasförmige Uranhexafluorid (UF6) umgewandelt. Andernfalls wird es zu Urandioxid oder Uranmetall weiterverarbeitet bspw. für CANDU- oder Magnox-Reaktoren.
Sicherheit und Forensik
Es existieren verschiedene, analytische Verfahren und Untersuchungsmethoden zur Analyse von Uranerz-Konzentrat.[5]
Abfälle und Rückstände
Die Rückstände aus der Gewinnung von Yellowcake – sogenannte Tailings – enthalten neben anderen begleitenden Schwermetallen vor allem deren stark radioaktive Zerfallsprodukte, bspw. Radium.[6] Aufgrund ihrer großen Menge und ihrer Mobilität stellen sie über längere Zeit betrachtet ein großes Umweltproblem dar. Problematisch ist insbesondere die langanhaltende Kontamination der Grundwasservorkommen.
Kritik
Der Dokumentarfilm Yellow Cake: Die Lüge von der sauberen Energie beschreibt negative Auswirkungen des Uranerzabbaus.
Literatur
Fachartikel
- D. M. Hausen: Characterizing and classifying uranium yellow cakes: A background. In: JOM. Band 50, Nr. 12, Dezember 1998, S. 45–47, doi:10.1007/s11837-998-0307-5.
Fachbücher
- IAEA: Management of Radioactive Waste from the Mining and Milling of Ores (= Specific Safety Guides. WS-G-1.2). IAEA, Vienna 2002, ISBN 92-0-115802-5 (iaea.org).
- Ian Hore-Lacy (Hrsg.): Uranium for Nuclear Power. Elsevier, 2016, ISBN 978-0-08-100307-7, doi:10.1016/C2014-0-03309-6 (englisch).
- Margarete Kalin-Seidenfaden, William N. Wheeler (Hrsg.): Mine Wastes and Water, Ecological Engineering and Metals Extraction: Sustainability and Circular Economy. Springer International Publishing, Cham 2022, ISBN 978-3-03084650-3, doi:10.1007/978-3-030-84651-0 (englisch).
