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2.6.11
Arsen (As)
Das hochgiftige Halbmetall Arsen ist relativ häufig in Sulfiderzen
vorhanden. Beim Rösten der entsprechenden Buntmetall-,
Silber- und Golderze verdampft As
2
O
3
, das sich beim Abkühlen
des »Hüttenrauchs« als weißes Pulver niederschlägt. Auf diese
Weise wird deutlich mehr Arsen erzeugt, als verbraucht wird, der
Rest ist Sondermüll. Allein die VMS-Lagerstätte Boliden (Schwe-
den) hat 566 000 t Arsen produziert, das ist etwa fünfmal mehr
als die dort geförderten Metalle (Kupfer, Gold, Silber).
Wichtig ist es für die Herstellung von Galliumarsenid (siehe
Gallium,
7
Abschn. 2.6.6
). Arsen wird auch in Pflanzenschutz-
mitteln (in Deutschland verboten), Holzschutzmitteln, Medi-
kamenten und als Rattengift verwendet. Es erhöht die Härte von
Blei- und Kupferlegierungen (Arsenbronze).
Arsenopyrit (Arsenkies, FeAsS) ist sehr häufig (
.
Abb. 2.28
).
Weitere Arsenminerale sind Löllingit (FeAs
2
), gediegen Arsen
(Scherbenkobalt, As), Realgar (AsS), Auripigment (As
2
S
3
),
Nickelin (NiAs), Rammelsbergit (NiAs
2
), außerdem Sulfosalze
wie Enargit (Cu
3
AsS
4
), Tennantit (Arsenfahlerz, Cu
12
SAs
4
S
12
)
und so weiter. In der Oxidationszone entstehen Arsenate wie
Skorodit (FeAsO
4
·2H
2
O), Erythrin (Co
3
(AsO
4
)
2
·8H
2
O) und
Annabergit (Ni
3
(AsO
4
)
2
·8H
2
O), die bunt gefärbt sind und bei der
Exploration als Pfadfinder helfen können.
Abb. 2.28
Arsenopyrit (Arsenkies). Freiberg (Erzgebirge). © F. Neu-
kirchen / Mineralogische Sammlungen der TU Berlin.
2.6.12
Bismut (Bi)
geht es nicht nur um die Strahlung von uranhaltigen Partikeln:
Bei der Kernspaltung entstehen auch radioaktive Nuklide wie
Jod-131, Cäsium-137 und Cäsium-134, die von Organismen auf-
genommen und in den Körper eingebaut werden, was das Krebs-
risiko erheblich erhöht. Schon mehrfach kam es in Kernkraft-
werken zu einer unkontrollierbaren Kettenreaktion wie in Three
Miles Island (1979), Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011),
von der langen Liste kleinerer Störfälle im Normalbetrieb abge-
sehen. Weitere schwere Unfälle gab es in Wiederaufbereitungs-
anlagen, insbesondere Kyschtym (1957) und Tōkai-mura (1999).
Das vielleicht größere Problem ist allerdings der anfallende
Atommüll, der aufgrund der langen Halbwertszeit über geologi-
sche Zeiträume hinweg sicher gelagert werden muss, wobei es
durchaus fraglich ist, ob das technisch möglich ist.
Das spaltbare
235
U macht nur 0,7 % des Urans aus, während
es sich bei 99,3 % um das unspaltbare
238
U handelt. Das
235
U
muss erst auf 3-5 % (zur Energiegewinnung) oder 80 % (für
Atomwaffen) angereichert werden. Das dabei anfallende »abge-
reicherte« Uran wird manchmal aufgrund seiner hohen Dichte
in panzerbrechender Munition eingesetzt, was natürlich proble-
matisch ist, weil es auch nach dem Krieg noch strahlt. Durch
Beschuss mit schnellen Neutronen wandelt sich
238
U in ebenfalls
spaltbares Plutonium um.
Thorium kann potenziell auch zur Energiegewinnung in
Kernkraftwerken genutzt werden, da
232
Th bei Beschuss mit
Neutronen (es reichen thermische Neutronen) zu
235
U umge-
wandelt wird. Früher waren die Glühstrümpfe, die eine Glas-
flamme zu einer hellen Lichtquelle machen, mit Thoriumoxid
und Seltenerdoxiden imprägniert.
Uran und Thorium verhalten sich in magmatischen Sys-
temen sehr ähnlich und treten dort gemeinsam auf, allerdings in
Das Metall Bismut (»Wismut«) hat zwar kein stabiles Isotop, aber
die Halbwertszeit ist so hoch, dass man den radioaktiven Zerfall
vernachlässigen kann. Bismutlegierungen werden als ungiftiger
Ersatz für Blei in bestimmten Stahlsorten und als »Lötzinn« ver-
wendet. Bismutverbindungen finden sich in Medikamenten und
Kosmetika (BiOCl als Perlglanzpigment).
Wichtige Bismutminerale sind gediegen Bismut (Bi) und
Bismuthinit (Wismutglanz, Bi
2
S
3
). In der Oxidationszone bilden
sich Bismutit ((BiO)
2
CO
3
) und Bismit (Wismutocker, Bi
2
O
3
).
Auch einige Sulfosalze enthalten Bismut. Es ist ein häufiger
Nebenbestandteil in Pegmatiten (
7
Abschn. 3.8
), Skarnen
(
7
Abschn. 4.9
), polymetallischen hydrothermalen Gängen
(
7
Abschn. 4.1
) sowie in manchen W-Mo-Porphyren und
SEDEX. Es wird überwiegend als Nebenprodukt des Kupfer- und
Bleibergbaus gewonnen, zum Teil im Bergbau auf Zink, Zinn,
Molybdän, Wolfram, Kobalt, Gold oder Silber. Es gibt auch ver-
einzelt Lagerstätten, bei denen Bismut zu den Hauptprodukten
zählt.
In der DDR baute die SDAG Wismut zwar auch Gänge ab, die
Bismut enthielten, das Metall diente aber in erster Linie als Tarn-
name für den Uranbergbau.
2.6.13
Uran (U) und Thorium (Th)
Die Kernspaltung des Uranisotops
235
U setzt eine enorme Ener-
gie frei, was in Kernkraftwerken und Atomwaffen genutzt wird.
Ein Problem sind die nicht unerheblichen Risiken, die eine Frei-
setzung von radioaktiven Stoffen in die Biosphäre birgt. Dabei
