I jordskorpen er den naturlige konsentrasjonen av uran i gjennomsnitt ca. 3 gram pr. tonn. Hver m 3 av det øverste jordlaget inneholder altså 8–10 gram uran med alle sine tilhørende omvandlingsprodukter. I uranrike bergarter som alunskifer er urankonsentrasjonen 300–400 gram pr. tonn.
I sjøvann er konsentrasjonen forholdsvis konstant, ca. 3 milligram pr. m 3 , og økende med saltholdigheten. Menneskekroppen inneholder i gjennomsnitt 100 mikrogram uran, hvorav ca. 75 prosent er bundet i skjelettet. Dette skyldes at luften vi puster inn og at mat og drikkevann har et naturlig innhold av uran.
Tre isotoper
I naturen eksisterer uran som tre isotoper; uran-238, uran-235 og uran-234. Gjennom radioaktiv omvandling ender alle uranisotopene til slutt opp som stabilt bly. Blant omvandlingsproduktene finnes sterkt radioaktive isotoper som radium-226, vismut-214 og bly-214. I ubehandlet uranmalm er uran i tilnærmet radioaktiv likevekt med alle sine omvandlingsprodukter fra hele uranserien.
Radioaktiviteten i uran skyldes i hovedsak uran-238 og uran-234 som hver gir et bidrag på nær 50 prosent. Bidraget fra uran-235 utgjør kun ca. 2 prosent av den totale radioaktiviteten. Aktiviteten i ett gram uran blir tilnærmet 25.000 Bq. På grunn av det dominerende innslaget av uran-238, som har meget lav spesifikk aktivitet, klassifiseres naturlig uran som et svakt radioaktivt materiale.
Isotopegenskaper hos naturlig uran
Isotop U-234 U-235 U-238 Radioaktiv halveringstid (år) 244.500 704 mill. 4,5 mrd. Spesifikk aktivitet (kBq/gram) 231.000 80 12,4
Isotopsammensetning av naturlig uran
Isotop U-234 U-235 U-238 Totalt Vekt - prosent 0,0054 0,72 99,28 100 Aktivitet i prosent 48,6 2,3 49,2 100
Siden luften vi puster inn, maten og drikkevannet har et naturlig innhold av uran, får kroppen vår en viss stråledose. FN's strålevitenskapelige komité (UNSCEAR) har beregnet at denne dosen tilsvarer ca. 5 prosent av den totale stråledosen som vi i gjennomsnitt mottar fra naturlige strålekilder i løpet av et år.
På grunn av høy tetthet klassifiseres uran som et tungmetall. Alle tungmetaller er giftige når de forekommer i høye konsentrasjoner, og det er først og fremst nyrene som kan skades. Dyreforsøk har vist at uran likevel er mindre skadelig enn f. eks. bly og kvikksølv ved sammenlignbare konsentrasjoner.
Utarmet uran
Utarmet uran (Depleted Uranium, DU) er et restprodukt fra den anrikningsprosessen som brukes for å tilvirke uranbrensel for kjernereaktorer. I den anrikete formen for uran, som brukes som kjernebrensel, er konsentrasjonen av uran-235 økt fra 0.72 prosent til rundt 3 prosent. Restproduktet, utarmet uran, inneholder derfor nesten bare uran-238. Dette gjør utarmet uran omkring halvparten så radioaktivt som naturlig uran. De kjemiske og biologiske egenskapene til utarmet uran og naturlig uran er identiske.
Isotopsammensetning av utarmet uran
Isotop U-234 U-235 U-238 Totalt Vekt - prosent 0,001 0,2 99,8 100 Aktivitet i prosent 15,6 1,1 83,3 100 Aktivitet i ett gram
utarmet uran (kBq) 2,31 0,16 12,38 14,85
Utarmet uran kan også frembringes gjennom reprosessering av brukt kjernebrensel. I dette tilfellet vil uran-236, en isotop som ikke finnes i naturlig uran, være til stede. Det er også en mulighet for at spor av transuraner (americium, neptunium, plutonium) og fisjonsprodukter (technetium-99 ) kan være til stede. Dette vil ha liten radiologisk betydning ved et eventuelt inntak i kroppen av utarmet uran.
Sivil og militær anvendelse
Utarmet uran har både sivil og militær anvendelse. Høy tetthet, ca.19 g/cm 3 (bly har til sammenligning en tetthet på ca.11 g/cm 3 ), gjør materialet velegnet bl.a. som balansevekter i fly (en Boeing-747 inneholder for eksempel omkring 250 kg utarmet uran), og som skjermingsmateriale for stråleterapienheter på sykehus.
Materialet er dessuten pyrofort (lettantennelig/brennbart) i finfordelt form og har en metallisk styrke som er sammenlignbar med stål. Disse egenskapene gjør at materialet i dag brukes som panserbrytende prosjektiler (kinetic energy penetrators) og som panserbeskyttelse. Våpen med utarmet uran regnes i dag konvensjonelle våpen.
Utarmet uran har vært brukt i panserbrytende prosjektiler både i Golf-krigen og ved krigføringen i det tidligere Jugoslavia. Det har i den senere tid vært stor oppmerksomheten omkring en eventuell forbindelse mellom eksponering for utarmet uran og tilfeller av blodkreft (leukemi) hos militært personell som har tjenestegjort i Balkan-området (Kosovo).
Uranet kan komme inn i kroppen gjennom innånding og gjennom munnen via forurenset mat og drikke. Det meste av det som kommer inn i kroppen blir imidlertid omgående skilt ut via avføring og urin. Bare en liten del lagres i kroppen, hovedsakelig i skjelettet, men også i nyrene, leveren og muskler. Også dette bli skilt ut fra kroppen via urin. Fra et biokjemisk/toksisk synspunkt er nyrene det mest utsatte organet.
Radioaktivt tungmetall
Siden uran både er et tungmetall og et radioaktivt stoff er inntak av uran forbundet med en biokjemisk/toksisk risiko og en strålingsrisiko. For at negative helseeffekter skal oppstå og kunne påvises, forutsettes det et relativt stort inntak av uran.
Det dreier seg faktisk om et inntak av flere gram uran i løpet av forholdsvis kort tid. Dette er imidlertid eksponeringsforhold som selv i en krigssituasjon regnes som helt urealistiske. Selv over et lengre tidsrom regnes inntak av slike mengder i form av støv og partikler som lite aktuelt.
Tar vi likevel utgangspunkt i en slik ekstrem eksponeringssituasjon, viser analyser, at de maksimale mengder av utarmet uran som kan komme inn i kroppen, ikke under noen omstendighet kan gi stråledoser utover det som store deler av befolkningen i løpet av et år mottar fra naturlige strålekilder i miljøet.
Biokjemisk påvirkning
Våre kunnskaper om uranets farlighet bygger på omfattende eksperimentelle undersøkelser og på erfaringer fra arbeidsulykker med uran, fra arbeide i urangruver og fra studier av hvordan naturlig uran oppfører seg i menneskekroppen.
Effekter av uranets biokjemiske påvirkning er dokumentert i dyreforsøk, men det finnes ingen dokumenterte effekter av uranets radioaktive egenskaper, i de mengder som kan være aktuelle i en militær eksponeringssituasjon, verken på dyr eller mennesker. Dette kan bero på at det kreves så omfattende og langvarig eksponering at det ikke har forekommet eller ikke lar seg gjennomføre.
Militær anvendelse
Når det gjelder den militære anvendelsen av utarmet uran i Kosovo og øvrige deler av Balkan-regionen og de eventuelle konsekvenser for helse og miljø som har vært knyttet sammen med dette, har FNs miljøprogram UNEP siden 1999 studert disse forholdene inngående. I UNEP?s siste rapport som ble publisert i mars i år, dokumenteres resultatene fra undersøkelsene av et antall militære mål som har vært angrepet med ammunisjon med utarmet uran.
Det er her ikke påvist noen utstrakt forurensning på markoverflaten av utarmet uran. Dette innebærer at eventuelle forekomster av utarmet uran ikke vil la seg påvises eller skilles ut fra det uranet som naturlig finnes i jord og berggrunn. Slike marginale forekomster av utarmet uran utgjør ingen radiologisk eller kjemisk/toksisk risiko.
Artikkelforfatteren Per I. Wethe er overingeniør ved sikkerhetesavdelingen hos Institutt for energiteknikk på Kjeller
