Alai

Ben Valsler

Denna vecka presenterar Brian Clegg en förening som är känd för sin rikliga kraft och sina vackra pigment.

Brian Clegg

När det gäller uranföreningar är det lätt att bara tänka på den flashiga uranhexafluoriden, som är nödvändig för att anrika grundämnet för att öka innehållet av U-235 för reaktorer och bomber. I bakgrunden döljer sig dock urandioxid, som har en lika viktig roll i kärnkraftsindustrin – och det är ett ämne som konstnärer har använt sedan 1800-talet, utan att inse riktigt vad de hade att göra med.

Den enkla föreningen UO2, även känd som uran(IV)oxid och det shakespearesk klingande ”urania” är den vanligaste källan till uran som används inom kärnkraftsindustrin. Det svarta kristallina materialet är huvudbeståndsdelen i malmen uraninit, som ofta fortfarande kallas med sitt gamla namn beckblände. Uraniumdioxid är det primära råmaterialet för kärnbränsle, men mellan brytningen av malmen och tillverkningen av bränslestavarna omvandlas det tillfälligt till den mer flyktiga uranhexafluoriden för anrikning.

När det anrikade uranet har återgått till urandioxidformen tillverkas det till keramiska pellets som sedan försluts i de rör av zirkoniumlegering som utgör reaktorbränslestavarna. Många sådana stavar innehåller ren urandioxid, men den kan också finnas i en blandning med plutoniumdioxid, så kallad blandoxid eller MOX-bränsle, i vilket fall urandioxiden kanske inte behöver anrikas.

Det finns stora fyndigheter av uranoxid i Afrika, Amerika och Europa, och redan på 1800-talet dök urandioxid upp i glasyrer för keramik och kakel. Med olika blandningar och bränningstemperaturer är det möjligt att få fram svarta och gröna färger, men urandioxid användes främst för starka färger i orange, röda och bruna färger. Till en början var urandioxid en intressant men relativt lite använd glasyrfärg, men det som verkligen ökade dess popularitet var en bieffekt av Marie Curies och hennes efterföljares arbete.

Curie hade upptäckt radium tillsammans med polonium i beckblände som erhållits från den mineralrika Joachimsthal-regionen vid den tysk-tjeckiska gränsen. För att få fram radium, först för experimentellt bruk och medicinska tillämpningar och senare för en hel rad riskfyllda produkter som lyser i mörkret, raffinerades enorma mängder malm för att få fram en liten mängd av det radioaktiva grundämnet – det krävdes flera ton uraninit för att få fram bara ett gram radium. Detta innebar att det fanns gott om uranmalm, främst urandioxid, som en billig biprodukt, och från 1920-talet ökade användningen av urandioxidbaserade glasyrer kraftigt.

Resultatet blev spridningen av produkter som inte bara såg slående ut, utan också var svagt radioaktiva. Enligt vissa uppskattningar uppgår andelen kakel och liknande produkter från 20- och 30-talen som är radioaktiva till över 20 procent. Även om åtminstone en hälsofysiker anser att glaserade kakelplattor av uranoxid utgör en hälsorisk, är den allmänna uppfattningen att strålningsnivåerna är sådana att exponering inte utgör någon betydande risk såvida materialet inte hålls i långvarig kontakt eller tillåts läcka ut i mat eller dryck. Detta är också fallet med den mest kända tillämpningen av urandioxidglasyr, den djärva röd-orange amerikanska keramik som är känd som Fiestaware.

Företaget bakom Fiestaware, Homer Laughlin, var en stor användare av urandioxid, men var tvunget att släppa glasyren under andra världskriget när deras lager av oxid togs av regeringen för Manhattanprojektet. Efter kriget kunde företaget återgå till användningen av urandioxid och arbeta med det utarmade uran som blev över efter att det hade anrikats för att användas i reaktorer och bomber. Även om tillverkarna släppte sin slående uranoxidglasyr på 1960-talet finns det fortfarande gott om äldre Fiestaware, som har blivit samlarobjekt, i omlopp.

Det mest dramatiska konstnärliga användningsområdet för oxiden är i transparenta material. Även om det är mindre vanligt än i kakel och keramik användes urandioxid också för att färga glas från 1800-talet. Vi vet att det användes åtminstone så långt tillbaka som till 1830-talet eftersom ett par urandioxidfärgade glasljusstakar presenterades för drottning Victoria 1836. Glas som färgats med urandioxid har en stark gulgrön nyans som är mest dramatisk i ultraviolett ljus, där det lyser iögonfallande grönt.

Särskilt sedan Fukushima är kärnkraftsreaktorer kontroversiella, trots att de är vänliga mot den globala uppvärmningen och har låga utsläpp. Men på gott och ont har urandioxid fortsatt att spela en roll i energiproduktionsindustrin, samtidigt som den aldrig riktigt har glömt sin lysande framgång inom konsten.

Ben Valsler

Brian Clegg om urandioxidens lysande framgång. Nästa vecka, är det dåligt för dig att äta bränt rostat bröd?

Martha Henriques

Med de uppgifter som finns tillgängliga för närvarande är det alldeles för enkelt att säga att akrylamiden i bränt rostat bröd ger dig cancer. Redan 2002 mätte en grupp forskare i Sverige nivåerna av akrylamid i livsmedel och väckte stor oro för riskerna med intag av ämnet via kosten. Sedan dess har litteraturen om akrylamid ökat avsevärt, med blandade slutsatser.

Ben Valsler