Związki uranu są stosowane do barwienia szkła i ceramiki

Niewielkie ilości związków uranu barwią szkło na kolor zielony lub żółtawozielony, natomiast ceramikę – na żółty, pomarańczowy do czerwonego.

Wyjaśnienie

Barwę szkła, szkliwa i ceramiki uzyskuje się przez domieszkowanie różnymi związkami nieorganicznymi – na przykład barwę ciemnoniebieską zapewniają związki kobaltu. Związki uranu barwią szkło na unikalny, zielony lub zielonożółty kolor. Wiąże się on z obecnością w strukturze szkła jonów uranylowych(VI) – UO₂²⁺. Cechą tych kationów jest zdolność do fluorescencji, czyli konwersji promieniowania krótkofalowego na światło o dłuższych falach. Jony uranylowe ulegają wzbudzeniu pod wpływem bliskiego ultrafioletu (366 nm – lampa typu black light stosowana w testerach banknotów lub oświetleniu dyskotekowym), emitując światło jaskrawozielone. Słabą fluorescencję widać także po wystawieniu szkła uranowego na światło słoneczne.

Atrakcyjny wygląd powodował, że ten rodzaj szkła był szeroko stosowany w zdobnictwie i sztuce użytkowej. Najwięcej przedmiotów wykonanych ze szkła uranowego powstała w drugiej połowie XIX i pierwszej połowie XX w. Druga wojna światowa, a dokładniej militarne wykorzystanie uranu, spowodowały złą prasę tego pierwiastka – popularność szkła barwionego UO₂²⁺ znacznie spadła. Obecnie głównym producentem szkła uranowego są Czechy.

Szkło uranowe ma kilka różnych odmian – klasyczne, przejrzyste, zielone lub zielonożółte (zwane także szkłem wazelinowym, vaseline glass), mleczne, o żółtawym odcieniu (szkło jadelitowe, jadelite glass), różowe z żółtym odcieniem, mleczne (szkło birmańskie, Burmese glass), a także wersje barwione innymi dodatkami, z dominującą barwą niebieską, turkusową, czerwoną bądź pomarańczową, ale wykazujące charakterystyczną, zieloną fluorescencję.

Ceramika uranowa cechuje się z kolei glazurą z barwami ceglastymi i pomarańczowymi, rzadziej soczyście czerwonymi, ochrowymi lub żółtymi. Spotyka się także ceramikę barwy czarnej, zawierającą dodatek związków uranu. Wiele dostępnych na europejskim rynku staroci zawiera tylko drobne zdobienia pigmentami uranowymi. W USA modna byłą z kolei ceramika jednolicie glazurowana, z których najbardziej znana jest linia „Fiesta”. Te ostatnie mogły zawierać nawet kilka gramów uranu w jednym naczyniu.

Aktywność promieniotwórcza tych wyrobów zależy od zawartości uranu oraz okresu produkcji. Materiały starsze (sprzed II wojny światowej) produkowane były z uranu naturalnego (tj. o składzie izotopowym odpowiadającym występującemu w naturze), zawierającego zarówno mniej aktywny 238U jak i bardziej promieniotwórczy ²³⁵U. Produkcja powojenna opierała się w głównej mierze na uranie zubożonym – odpadzie po oddzieleniu ²³⁵U, potrzebnego do celów militarnych i energetycznych. Uran zubożony, zawierający mniej niż 0,3% lżejszego izotopu (zawartość naturalna ²³⁵U to 0,72%) jest w konsekwencji mniej promieniotwórczy. Zawartość uranu w szkle i glazurach zależała od technologii produkcji i zamierzonego efektu zdobniczego – wahała się od kilku do około 30% masowych.

Należy podkreślić, że aktywność promieniotwórcza tych wyrobów nie stanowi zagrożenia. Przedmioty ze szkła uranowego lub ceramiki barwionej solami uranu są bezpieczne i można je przechowywać w pomieszczeniach mieszkalnych. Szkło uranowe nie uwalnia istotnych ilości jonów uranu do żywności – stężenia osiągane po kilkudziesięciogodzinnym kontakcie z naczyniem są kilku- lub kilkunastokrotnie niższe niż dopuszczalne dla wody pitnej. W wypadku ceramiki uranowej zdolność do uwalniania uranu do produktów spożywczych jest zdecydowanie wyższa, sięgając około 30 mg/L w wypadku rozcieńczonego kwasu octowego.

Do poczytania dla zainteresowanych:

(i) https://promieniowanie.blogspot.com/2019/06/szko-uranowe-czy-ceramika.html
(ii) https://promieniowanie.blogspot.com/2020/02/50-twarzy-uranu.html
(iii) https://promieniowanie.blogspot.com/2023/01/ceramika-fiesta-fiestaware.html
(iv) E.R. Landa, T.B. Councell; Leaching of Uranium From Glass and Ceramic Foodware and Decorative Items. Health Phys., 63(3): 343-348, 1992. DOI: 10.1097/00004032-199209000-00012
(v) D.W. Buckley, R. Belanger, P.E. Martin, K.M. Nicholaw, J.B. Sewnson; Environmental assessment of consumer products containing radioactive material. U.S. Nuclear Regulatory Commision, Vigrnia, 1980 (NUREG/CR-1775).