Uran, en råvara full av energi

Uran, vars kemiska beteckning är U, är en svagt radioaktiv metall som i första hand används som bränsle i kärnkraftverk. Av denna anledning är uran en av de mest omdiskuterade råvarorna som handlas på råvarumarknaderna. Det är emellertid få som vet särskilt mycket om metallen, vilka egenskaper den har, hur den bryts och vilka regler som gäller för detta.

Uran är ett av de allra tyngsta grundämnena med en densitet på 18,9 gram per kubikcentimeter. Grundämnet bildar stora joner med hög laddning och passar därför inte in i kristallstrukturen i jordskorpans vanligaste silikatmineral, som fältspat eller glimmer. Därför bildar uran egna mineraler där de vanligaste är uranoxider såsom uraninit (UO 2).

Sverige är rikt på bergarten granit, en stenart som ofta har ett högre innehåll av uran än jordskorpans genomsnitt på 2–3 ppm. Avgörande för halten uran är det kemiska systemet när bergarten bildades. Uran löses ur bergarter i oxiderande miljö, transporteras i vattenlösning och fälls ut i reducerande miljö.

Uran, som tillhör gruppen aktiniderna och har det allra högsta atomnumret av alla grundämnen, är en silvervit svagt radioaktiv metall med en svag giftverkan. Metallen upptäcktes år 1789 av den tyske apotekaren Martin Heinrich Klaproth. Fenomenet radioaktivitet upptäcktes däremot inte förrän 1896 av Henri Becquerel. Uranet är kemiskt mycket reaktivt, särskilt vid höga temperaturer, och det användes länge enbart för att ge färg åt keramisk glasyr och glas.

Uran förekommer i naturen som flera isotoper, det vill säga atomer av ett visst grundämne där antalet neutroner skiljer sig åt och atomerna har olika masstal. Ingen av dessa är stabila vilket innebär att uranets isotoper sönderfaller naturligt i långa sönderfallskedjor, som alla leder till stabila isotoper av bly. Vid sönderfallet bildas en så kallad joniserande strålning, i dagligt tal kallat radioaktiv strålning. Den tid det tar för ett ämne att sönderfalla naturligt till halva den ursprungliga mängden kallas för halveringstid. Halveringstiden för 238U är ungefär 4,5 miljarder år medan 235U kräver cirka 703 miljoner år och 234U 247.000 år. Av dessa är 238U den i naturen vanligast förekommande isotopen, cirka 99,3 procent av all uran är av denna typ. Cirka 0,7 procent utgör 235U och 234U är mycket sällsynt, endast 0,005 procent av de naturliga uranfyndigheterna tillhör denna kategori.

Uran som ska användas i de flesta typer av kärnkraftverk anrikas i en kostsam process så att halten 235U uppgår till omkring 3 procent. Vissa speciella typer av kärnreaktorer, som de som används i atomubåtar, kräver 50-90 procent eller mer 235U (också kallat HEU, highly enriched uranium, ”höganrikat uran”). En speciell typ av kärnreaktor, tungvattenreaktorer, kan använda naturligt uran direkt. Det överblivna 238U kallas utarmat uran och kan inte användas till kärnklyvning. I begränsad omfattning används det på grund av sin höga densitet som tyngd och ballast i olika sammanhang.

Uran-238 som använts i en kärnreaktor kommer att delvis transmuteras till plutonium som sedan kan utvinnas och användas till kärnvapen. Även höganrikat uran kan användas för att framställa kärnvapen.

OECD/NEA och IAEA uppskattade i en gemensam rapport att den kända globala tillgången av konventionell uran som kan brytas för mindre än 130 dollar per kg till 4,7 miljoner ton. Baserat på produktionen 2004 av el från kärnkraft räcker dessa kända tillgångar till 85 års produktion. Med bridreaktorteknologi räcker dessa tillgångar i 2.500 år. Om hänsyn tas till den totala tillgången av exploaterbart uran, det vill säga både identifierade och oidentifierade tillgångar, uppskattar författarna till rapporten att 2004 års uranbaserade elproduktion skulle kunna upprätthållas i 20.000 år med bridreaktorer. Svårigheten är att bedöma den globala tillgången då det i de allra flesta länderna inte har gjorts någon inventering och de officiella urantillgångarna består av dem som identifierats av prospekteringsbolagen.

Klyvningsprocess frigör energi

Uranets atomkärna kan klyvas genom att den beskjuts med neutroner. Vid denna klyvningsprocess, också kallad fission, frigörs energi som kan utnyttjas i olika tillämpningar. Idag används uran framför allt för energiframställning i kärnreaktorer. Den isotop som är lättast att klyva i kärnkraftverk är 235U. För att kunna användas som kärnbränsle behöver den isotopen anrikas till cirka 3 procent. En reaktor förbrukar mellan 150 och 200 ton uran under ett år.

Svenskt uran

När berget innehåller ovanligt mycket av ett ämne brukar det talas om en fyndighet eller en anomali. De svenska uranfyndigheterna finns framförallt i alunskiffrar och i urberget.

De mörka alunskiffrarna är de yngsta fyndigheterna, och också de som innehåller de största samlade uranmängderna i Sverige. De förekommer i större mängd i fjällkedjans randområden, Skåne, Billingen i Västergötland, Östergötland, Närke och på Öland. Alunskiffrarna bildades på havsbottnen under kambrisk tid, det vill säga för cirka 500 miljoner år sedan, men det finns även de som är närmare två miljarder år gamla. I dessa fyndigheter är uranhalterna högre än i alunskiffrarna, ofta ca 1000 gram per ton, men deras storlek är mer begränsad

Alunskiffrarna innehåller förutom uran även organiskt material samt metaller såsom vanadin, molybden och nickel. Uranhalten varierar mellan olika områden, men också mellan olika lager i skiffern på varje plats. Den uranrikaste alunskiffern är den som finns i delar av Billingen som har en mäktighet på 3,5 meter och med ett uraninnehåll på cirka 300 gram per ton.

I OECD:s, IAEA:s och NEA:s statistik över världens brytvärda uranreserver är Sveriges andel mindre än 1 procent, en siffra som har nämnts är 0,2 procent. Sveriges tillgångar utgör cirka 27 procent av de europeiska urantillgångarna. Siffrorna är föränderliga eftersom kunskapen om olika områdens uranhalt ständigt blir bättre.

Uranhalten i alunskiffer i olika delar av Sverige:

Uranbrytning – om regelverket

För att få bryta uran krävs tillstånd enligt minerallagen och miljöbalken. Dessutom finns bestämmelser i lagen om kärnteknisk verksamhet om rätt att förvärva, inneha, eller på annat sätt ta befattning med kärnämne, eller med mineral som innehåller sådant ämne. Bestämmelser om rätt i övrigt att bedriva verksamhet med strålning finns i strålskyddslagen.

Tillståndet enligt miljöbalken prövas av regeringen som endast kan ge tillstånd om den kommun där fyndigheten finns har tillstyrkt. Kommunen har alltså vetorätt mot uranbrytning.

Idag finns inga aktiva urangruvor i Sverige. Provbrytning förekom i Ranstad 13 kilometer utanför Skövde i Västergötland mellan åren 1965 och 1969, då det bröts ca 210 ton uran. Under 1970-talet fram till 1982 bedrev SGU tillsammans med Svensk Kärnbränsleförsörjning AB en omfattande prospektering efter uran i Sverige. Vid SGUs mineralinformationskontor i Malå finns kartor, analyser, rapporter, borrhålsprotokoll och även borrkärnor bevarade från den statliga uranprospekteringen. För närvarande finns ca 200 undersökningstillstånd där uran är ett av de ämnen man letar efter. Prospektering efter uran i Sverige bedrivs idag av mellan tio och tjugo företag.

Handel i uranterminer

Uranterminer går till leverans varje månad året om. Metallen handlas bland annat på New York Mercantile Exchange under tickersymbolen UX och huvudkontraktet prissätts i USD och cent per pound.

*2 avser årtalet, vilket betyder att tickern UXM2 avser leverans av uran i juni 2012.

Kontraktstorlek

Ett terminskontrakt på uran på New York Mercantile Exchange avser 250 pounds U308.

Tick Value

0,05 USD

Trading Hours

Handeln på CME Globex elektroniska handelsplattform pågår nästan dygnet runt, från 6:00 PM på söndagskväll till 5:15 PM fredag eftermiddag, med ett 45-minuter långt handelsuppehåll varje dag mellan 5:15 PM och 6:00 PM, New York Time. Som kuriosa kan nämnas att handel efter 6:00 PM avser nästkommande dag.

Daglig prisavvikelse

Det förekommer ingen begränsning i hur pass mycket uran får avvika i kurs under en handelsdag.

Sista handelsdagen

Sista handelsdagen i uran är vid handelns stängning vid den sista måndagen i lösenmånaden. Om denna inte är en handelsdag upphör handeln på den närmast föregående handelsdagen.

Leveranskvalité

Vid fullgörandet av varje kontrakt skall säljaren leverera uran av typen Uranium U3O8.