Alai

Ben Valsler

W tym tygodniu Brian Clegg przedstawia związek znany z obfitej mocy i ładnych pigmentów.

Brian Clegg

Jeśli chodzi o związki uranu, łatwo jest myśleć tylko o krzykliwym sześciofluorku uranu, niezbędnym do wzbogacania pierwiastka w celu zwiększenia zawartości U-235 dla reaktorów i bomb. Jednak w tle czai się dwutlenek uranu, odgrywający równie ważną rolę w przemyśle jądrowym – i jest to substancja, którą artyści wykorzystywali już od XIX wieku, nie zdając sobie sprawy, z czym mają do czynienia.

Związek prosty UO2, znany również jako tlenek uranu (IV) oraz szekspirowsko brzmiąca „urania”, jest najczęstszym źródłem uranu wykorzystywanym w przemyśle jądrowym. Ten czarny, krystaliczny materiał jest głównym składnikiem rudy uraninitu, często nadal nazywanej starą nazwą pitchblende. Dwutlenek uranu jest podstawowym surowcem do produkcji paliwa jądrowego, choć pomiędzy wydobyciem rudy a produkcją prętów paliwowych jest on tymczasowo przekształcany w bardziej lotny sześciofluorek uranu w celu jego wzbogacenia.

Po powrocie wzbogaconego uranu do postaci dwutlenku uranu jest on produkowany w postaci ceramicznych granulek, które są następnie zamykane w rurkach ze stopu cyrkonu, z których zbudowane są pręty paliwowe reaktorów. Wiele takich prętów zawiera czysty dwutlenek uranu, ale może on również występować w mieszance z dwutlenkiem plutonu, znanej jako mieszany tlenek lub paliwo MOX, w którym to przypadku dwutlenek uranu może nie wymagać wzbogacania.

Duże złoża tlenku uranu znajdują się w Afryce, obu Amerykach i Europie, a w XIX wieku dwutlenek uranu pojawiał się w glazurach do ceramiki i dachówek. Stosując różne mieszanki i temperatury wypalania, można uzyskać czernie i zielenie, ale dwutlenek uranu był używany głównie do uzyskania mocnych kolorów pomarańczy, czerwieni i brązów. Początkowo dwutlenek uranu był interesującym, ale stosunkowo rzadko stosowanym barwnikiem glazury, ale to, co naprawdę zwiększyło jego popularność, było efektem ubocznym pracy Marii Curie i jej następców.

Curie odkryła rad, wraz z polonem, w smolistej lawie pozyskiwanej z bogatego w minerały regionu Joachimsthal na granicy niemiecko-czeskiej. Aby uzyskać rad, najpierw do celów eksperymentalnych i zastosowań medycznych, a później do całej gamy ryzykownych produktów świecących w ciemności, rafinowano ogromne ilości rudy w celu uzyskania niewielkiej ilości radioaktywnego pierwiastka – do wyprodukowania zaledwie grama radu potrzeba było kilku ton uraninitu. Oznaczało to, że duża ilość rudy uranu, głównie dwutlenku uranu, była dostępna jako tani produkt uboczny i tak od lat dwudziestych XX wieku gwałtownie wzrosło wykorzystanie glazury na bazie dwutlenku uranu.

W rezultacie rozpowszechniły się produkty, które nie tylko wyglądały efektownie, ale były słabo radioaktywne. Niektóre szacunki określają procent płytek i podobnych produktów z lat 20-tych i 30-tych, które są radioaktywne na ponad 20 procent. Chociaż co najmniej jeden fizyk zdrowia uważa, że glazurowane płytki z tlenku uranu stanowią zagrożenie dla zdrowia, powszechne jest przekonanie, że poziom promieniowania jest taki, że narażenie nie stanowi znaczącego ryzyka, chyba że materiał jest utrzymywany w długotrwałym kontakcie lub może przedostać się do żywności lub napojów. Jest to również przypadek z najbardziej znanym zastosowaniem dwutlenku uranu glazury, śmiałe czerwono-pomarańczowy amerykańskiej ceramiki znany jako Fiestaware.

Firma za Fiestaware, Homer Laughlin, był ciężki użytkownik dwutlenku uranu, ale musiał porzucić glazury podczas drugiej wojny światowej, gdy ich zapasy tlenku zostały podjęte przez rząd dla Projektu Manhattan. Po wojnie firma była w stanie powrócić do stosowania dwutlenku uranu, pracując ze zubożonym uranem pozostałym po jego wzbogaceniu do użycia w reaktorach i bombach. Chociaż producenci porzucili uderzającą glazurę z tlenku uranu w latach sześćdziesiątych, w obiegu wciąż jest mnóstwo starszych wyrobów Fiestaware, które stały się kolekcjonerskie.

Najbardziej dramatyczne artystyczne zastosowanie tlenku jest w materiałach przezroczystych. Chociaż mniej powszechne niż w kaflach i ceramice, dwutlenek uranu był również używany do barwienia szkła od XIX wieku. Wiemy, że używano go co najmniej od lat trzydziestych XIX wieku, ponieważ para szklanych świeczników zabarwionych dwutlenkiem uranu została podarowana królowej Wiktorii w 1836 roku. Czasami nazywane „szkłem wazelinowym” ze względu na podobne zabarwienie wazeliny, szkło barwione dwutlenkiem uranu ma silny żółto-zielony odcień, który jest najbardziej dramatyczny w świetle ultrafioletowym, gdzie świeci na wyraźny zielony kolor.

Szczególnie od czasu Fukushimy, reaktory jądrowe są kontrowersyjne, pomimo ich przyjaznych dla globalnego ocieplenia, niskoemisyjnych referencji. Ale na dobre i na złe, dwutlenek uranu nadal odgrywać rolę w przemyśle wytwarzania energii, a jednocześnie nigdy nie zapomnieć o jego świecące sukcesy w sztuce.

Ben Valsler

Brian Clegg na świecące sukces dwutlenku uranu. W przyszłym tygodniu, jest jedzenie spalone tosty złe dla Ciebie?

Martha Henriques

Z danych dostępnych w tej chwili, to jest zbyt proste, aby powiedzieć, że akrylamid w spalone tosty daje raka. W 2002 roku grupa badaczy w Szwecji zmierzyła poziom akrylamidu w żywności i wywołała wiele obaw dotyczących ryzyka związanego z przyjmowaniem tego związku w diecie. Od tego czasu nastąpił znaczny wzrost literatury na temat akrylamidu, z mieszanymi wnioskami.

Ben Valsler

.