Alai

Ben Valsler

În această săptămână, Brian Clegg prezintă un compus cunoscut pentru puterea abundentă și pigmenții frumoși.

Brian Clegg

Când vine vorba de compuși ai uraniului, este ușor să ne gândim doar la strălucitoarea hexafluorură de uraniu, esențială pentru îmbogățirea elementului pentru a crește conținutul de U-235 pentru reactoare și bombe. Cu toate acestea, ascuns în fundal se află dioxidul de uraniu, cu un rol la fel de important în industria nucleară – și este o substanță pe care artiștii o folosesc încă din secolul al XIX-lea, fără să-și dea seama cu ce au de-a face.

Compusul simplu UO2, cunoscut și sub numele de oxid de uraniu (IV) și cu sonoritatea shakespeariană „urania”, este cea mai comună sursă de uraniu folosită în industria nucleară. Materialul cristalin negru este constituentul principal al minereului uraninit, adesea numit încă sub vechea sa denumire de pechblenda. Dioxidul de uraniu este materia primă primară pentru combustibilul nuclear, deși între extragerea minereului și producerea barelor de combustibil acesta este transformat temporar în hexafluorură de uraniu, mai volatilă, pentru îmbogățire.

După ce uraniul îmbogățit revine la forma de dioxid de uraniu, acesta este transformat în granule ceramice care sunt apoi sigilate în tuburile din aliaj de zirconiu care alcătuiesc barele de combustibil ale reactorului. Multe astfel de bare conțin dioxid de uraniu pur, dar acesta poate fi, de asemenea, într-un amestec cu dioxid de plutoniu, cunoscut sub numele de oxid mixt, sau combustibil MOX, caz în care dioxidul de uraniu poate să nu necesite îmbogățire.

Există depozite mari de oxid de uraniu în Africa, America și Europa, iar în secolul al XIX-lea, dioxidul de uraniu a apărut în smalțurile pentru ceramică și țiglă. Cu diferite amestecuri și temperaturi de ardere, este posibil să se obțină negre și verzi, dar dioxidul de uraniu a fost folosit în principal pentru culori puternice în portocaliu, roșu și maro. Inițial, dioxidul de uraniu a fost un colorant pentru glazură interesant, dar relativ puțin folosit, însă ceea ce i-a sporit cu adevărat popularitatea a fost un efect secundar al activității lui Marie Curie și a succesorilor săi.

Curie descoperise radiul, împreună cu poloniul, în pechblenda obținută din regiunea Joachimsthal, bogată în minerale, de la granița germano-cehă. Pentru a obține radiu, mai întâi pentru utilizare experimentală și aplicații medicale și, mai târziu, pentru o întreagă gamă de produse riscante care strălucesc în întuneric, cantități uriașe de minereu erau rafinate pentru a produce o cantitate infimă de element radioactiv – erau necesare mai multe tone de uraninit pentru a produce doar un gram de radiu. Acest lucru a însemnat că o mulțime de minereu de uraniu, în principal dioxid de uraniu, era disponibil ca produs secundar ieftin și, astfel, începând cu anii 1920, utilizarea smalțurilor pe bază de dioxid de uraniu a crescut vertiginos.

Rezultatul a fost răspândirea unor produse care nu numai că aveau un aspect izbitor, dar erau și slab radioactive. Unele estimări plasează procentul de gresie și produse similare din anii ’20 și ’30 care sunt radioactive la peste 20 la sută. Deși cel puțin un fizician al sănătății consideră că țiglele smălțuite cu oxid de uraniu reprezintă un risc pentru sănătate, sentimentul general este că nivelurile de radiații sunt de așa natură încât expunerea nu constituie un risc semnificativ decât dacă materialul este păstrat în contact pe termen lung sau dacă se permite ca acesta să se infiltreze în alimente sau băuturi. Acesta este, de asemenea, cazul celei mai faimoase aplicații a glazurii de dioxid de uraniu, ceramica americană îndrăzneață de culoare roșu-portocaliu cunoscută sub numele de Fiestaware.

Compania din spatele Fiestaware, Homer Laughlin, a fost un utilizator intensiv de dioxid de uraniu, dar a trebuit să renunțe la glazură în timpul celui de-al doilea război mondial, când stocurile lor de oxid au fost luate de guvern pentru Proiectul Manhattan. După război, compania a reușit să revină la utilizarea dioxidului de uraniu, lucrând cu uraniul sărăcit rămas după ce acesta a fost îmbogățit pentru a fi folosit în reactoare și bombe. Deși producătorii au renunțat la glazura izbitoare de oxid de uraniu în anii 1960, încă mai există în circulație o mulțime de vase Fiestaware mai vechi, care au devenit de colecție.

Utilizarea artistică cea mai spectaculoasă a oxidului este în materialele transparente. Deși mai puțin obișnuit decât în faianță și ceramică, dioxidul de uraniu a fost, de asemenea, folosit pentru a colora sticla începând cu secolul al XIX-lea. Știm că a fost folosit cel puțin încă din anii 1830, deoarece o pereche de sfeșnice din sticlă colorată cu dioxid de uraniu a fost prezentată reginei Victoria în 1836. Numită uneori „sticlă de vaselină” din cauza colorației similare a vaselinei, sticla colorată cu dioxid de uraniu are o nuanță galben-verde puternică, care este mai dramatică în lumina ultravioletă, unde strălucește de un verde vizibil.

În special de la Fukushima, reactoarele nucleare sunt controversate, în ciuda acreditărilor lor favorabile încălzirii globale și cu emisii reduse. Dar, la bine și la rău, dioxidul de uraniu a continuat să joace un rol în industria de generare a energiei, fără a-și uita însă niciodată succesul strălucitor în domeniul artelor.

Ben Valsler

Brian Clegg despre succesul strălucitor al dioxidului de uraniu. Săptămâna viitoare, este consumul de pâine prăjită arsă rău pentru tine?

Martha Henriques

Cu datele disponibile în acest moment, este mult prea simplu să spunem că acrilamida din pâinea prăjită arsă îți dă cancer. În 2002, un grup de cercetători din Suedia a măsurat nivelurile de acrilamidă din alimente și a provocat multă îngrijorare cu privire la riscurile pe care le prezintă consumul alimentar al acestui compus. De atunci a existat o creștere considerabilă a literaturii despre acrilamidă, cu concluzii mixte.

Ben Valsler

.