Alai

Ben Valsler

Esta semana, Brian Clegg introduz um composto conhecido pela abundância de poder e pigmentos bonitos.

Brian Clegg

Quando se trata de compostos de urânio é fácil pensar apenas no hexafluoreto de urânio cintilante, essencial para o enriquecimento do elemento para aumentar o conteúdo de U-235 para reatores e bombas. No entanto, à espreita está o dióxido de urânio, com um papel igualmente importante na indústria nuclear – e é uma substância que os artistas têm usado desde o século XIX, sem se aperceberem bem com o que estavam a lidar.

O composto simples UO2, também conhecido como óxido de urânio (IV) e a ‘urânia’ sonora de Shakespeare é a fonte mais comum de urânio usado na indústria nuclear. O material cristalino negro é o principal constituinte do minério uraninite, muitas vezes ainda chamado pelo seu antigo nome de pitchblende. O dióxido de urânio é a principal matéria-prima do combustível nuclear, embora entre a mineração do minério e a produção de barras de combustível ele seja temporariamente convertido no hexafluoreto de urânio mais volátil para enriquecimento.

Após o urânio enriquecido ser devolvido à forma de dióxido de urânio, ele é transformado em pelotas cerâmicas que são então seladas nos tubos de liga de zircônio que compõem as barras de combustível do reator. Muitas dessas varetas contêm dióxido de urânio puro, mas também podem estar em uma mistura com dióxido de plutônio, conhecido como óxido misto, ou combustível MOX, caso em que o dióxido de urânio pode não requerer enriquecimento.

Existem grandes depósitos de óxido de urânio na África, nas Américas e na Europa, e no século XIX, o dióxido de urânio estava aparecendo em esmaltes para cerâmica e azulejos. Com várias misturas e temperaturas de queima, é possível obter pretos e verdes, mas o dióxido de urânio era usado principalmente para cores fortes nas laranjas, vermelhos e castanhos. Inicialmente o dióxido de urânio era uma coloração interessante mas relativamente pouco utilizada, mas o que realmente impulsionou a sua popularidade foi um efeito secundário do trabalho de Marie Curie e dos seus sucessores.

Curie tinha descoberto o rádio, juntamente com o polónio, em pitchblende obtido da região rica em minerais Joachimsthal, na fronteira germano-checa. Para obter o rádio, primeiro para uso experimental e aplicações médicas e depois para toda uma gama de produtos de risco de brilhar no escuro, grandes quantidades de minério foram refinadas para produzir uma pequena quantidade do elemento radioativo – várias toneladas de uraninita foram necessárias para produzir apenas um grama de rádio. Isto significava que uma grande quantidade de minério de urânio, principalmente dióxido de urânio, estava disponível como um subproduto barato, e assim, a partir da década de 1920, o uso de esmaltes à base de dióxido de urânio disparou.

O resultado foi a propagação de produtos que não só pareciam impressionantes, mas que eram fracamente radioativos. Algumas estimativas colocam a percentagem de azulejos e produtos similares dos anos 20 e 30 que são radioactivos em mais de 20 por cento. Embora pelo menos um físico da saúde considere as telhas de óxido de urânio como um risco à saúde, a sensação geral é que os níveis de radiação são tais que a exposição não constitui um risco significativo, a menos que o material seja mantido em contato a longo prazo, ou que seja permitido lixiviar para dentro de alimentos ou bebidas. Este é também o caso da mais famosa aplicação de esmalte de dióxido de urânio, a ousada cerâmica americana de cor laranja vermelha conhecida como Fiestaware.

A empresa por trás do Fiestaware, Homer Laughlin, era um usuário pesado de dióxido de urânio, mas teve que deixar cair o esmalte durante a segunda guerra mundial quando seus estoques de óxido foram levados pelo governo para o Projeto Manhattan. Após a guerra, a empresa pôde voltar a usar o dióxido de urânio, trabalhando com o urânio empobrecido que sobrou depois de enriquecido para uso em reatores e bombas. Embora os fabricantes tenham deixado cair o seu impressionante vidro de óxido de urânio nos anos 60, ainda há muitos Fiestaware mais antigos, que se tornaram colectáveis, em circulação.

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O uso artístico mais dramático do óxido de urânio é em materiais transparentes. Embora menos comum do que nos azulejos e na cerâmica, o dióxido de urânio também foi usado para colorir o vidro do século XIX. Sabemos que foi usado pelo menos desde 1830 como um par de castiçais de vidro coloridos com dióxido de urânio que foram apresentados à Rainha Vitória em 1836. Às vezes chamado de “vidro vaselina” devido à coloração semelhante da vaselina, o vidro colorido com dióxido de urânio tem uma forte tonalidade amarelo-esverdeada que é mais dramática na luz ultravioleta, onde brilha um verde conspícuo.

Particularmente desde Fukushima, os reatores nucleares são controversos, apesar de suas credenciais favoráveis ao aquecimento global e de baixas emissões. Mas para o melhor ou para o pior, o dióxido de urânio tem continuado a desempenhar um papel na indústria de geração de energia, sem nunca esquecer o seu brilhante sucesso nas artes.

Ben Valsler

Brian Clegg sobre o brilhante sucesso do dióxido de urânio. Na próxima semana, comer torradas queimadas é mau para si?

Martha Henriques

Com os dados disponíveis neste momento, é demasiado simples dizer que a acrilamida nas torradas queimadas lhe dá cancro. Em 2002, um grupo de investigadores na Suécia mediu os níveis de acrilamida nos alimentos e provocou uma grande preocupação sobre os riscos da ingestão alimentar do composto. Desde então tem havido um crescimento considerável da literatura sobre acrilamida, com conclusões mistas.

Ben Valsler