Урановое стекло светит, но не греет

Свойства

Урановое стекло имеет высокий коэффициент преломления. Как правило, стёкла имеют сильную цветную окраску. Коэффициент температурного расширения мал, чем обусловил использование в качестве материала корпуса электронных ламп.
Одним из заметных качеств стёкол с содержанием урана до 20 %, является флуоресценция в ультрафиолетовых лучах.

Это отличает урановое стекло от стекла, окрашенного в жёлтый церием. Флуоресценцию вызывает свет от синего до ультрафиолетового с максимумом на границе видимого диапазона и ультрафиолета, около 400нм. Самые эффективные источники такого света на 2018 год — светодиоды на 405 нм. Глаз видит этот свет как слабый фиолетовый, но зелёная флуоресценция ионов уранила настолько сильна, что затмевает свет источника.

Старшее поколение наших соотечественников помнит: урановое стекло – зеленое! Мы знаем: чаще всего урановое стекло – да, зеленое, причем, вплоть до самого густого тона. Но еще и желтое, желтовато-зеленое, голубое, синее, молочно-белое, желто-коричневое и даже рубиново-красное!

Цвет стекла определяется химическим составом уранового соединения, вводимого в шихту. Один процент окиси урана UO2 дает стеклу зеленовато-желтый цвет. Именно такое соединение использовано в древней мозаике. Сложный окисел общей формулы U3O8 сообщает стеклу густой зеленый цвет.

Радиоактивность – важное свойство уранового стекла. В обывательских кругах принято считать, что именно из-за опасной для человека радиоактивности изделия из уранового стекла более не выпускаются.

Это заблуждение! Уровень электромагнитного излучения бытовых изделий из уранового стекла во всех диапазонах частот не превышает 1500 микрорентгенов в час. Практически это означает, что для минимального поражения тканей человеку нужен непрерывный и тесный контакт с урановым стеклом в течение примерно ста тысяч часов. Иными словами, надев бусы из уранового стекла, следует носить их, не снимая, дольше десяти лет – что решительно невозможно.

Однако самым важным свойством уранового стекла является флюоресценция. Освещенное солнцем либо ультрафиолетовой лампой, урановое стекло светится призрачным голубовато-зеленым светом – и очарование этого свечения не способен отрицать самый завзятый радиофоб.

Наиболее заметна флюоресценция в изделиях, содержащих от 0,3% до 6% окисленного урана. Дальнейшее повышение концентрации активного металла снижает способность стекла к свечению. Неудачными, кстати говоря, оказались и попытки создания уранового хрусталя: свинец поглощает излучение урана, в результате чего свинцовый хрусталь с урановой добавкой не флюоресцирует.

Для получения максимального визуального эффекта коллекционеры располагают изделия из светящегося стекла на освещаемых солнцем витринах. В темное время суток коллекции освещаются ультрафиолетом – и оторваться от их созерцания просто невозможно!

Состав

Для урановых стёкол рекомендуются кальциевые, цинковые, бариевые составы предпочтительно с высоким содержанием калия и бора, это обеспечивает более интенсивную флуоресценцию стекла. Свинцовые стёкла не дают флуоресценцию потому, что поглощают ультрафиолетовые лучи. Для урановых стёкол без флуоресценции могут быть применены и свинцовые составы стёкол, например в ювелирных изделиях для имитации топаза — такие стёкла имеют жёлтый цвет, сравнимый с топазами.

Содержание окрашивающего урана должно быть сравнительно большим, так как красящая способность урана в стеклянных составах небольшая — это 0,3 … 1,5 % UO2 или 4 … 6 % UO3. Однако при более высоком введении оксида урана флуоресценция стекла постепенно слабеет и при содержании свыше 25 % практически исчезает.

Предлагаем ознакомиться:  Передается ли рак по наследству? Как передается рак?

Необходимо отметить, что жёлтый или жёлто-зелёный цвет стекла не является однозначным признаком содержания в стекле оксидов урана. Окрашивающими в жёлтый или жёлто-зелёный цвет могут быть соединения кадмия, серы, селена, также органические красители — мука, крахмал, крупа, которые дают золотистую жёлтую окраску стеклу. Стекло, действительно содержащее оксиды урана, даёт специфический флуоресцирующий (светящийся) жёлтый или жёлто-зелёный цвет.

Стандартизованные урановые стёкла с точно выдержанным химическим составом и режимом стекловарения:

  • боро-силикатное оптическое стекло жёлтое ЖС19 — 1,37 % UO3 через нитрат уранила UO2(NO3)6H2O
  • цинк-фосфатное оптическое стекло зелёное ЗС7 — 2,80 % UO3 через уранат натрия Na2UO4

Изготовители-поставщики обычно сопровождают каждую поставку паспортом (актом заводского лабораторного испытания) и указывают группу, тип стекла и дополнительно раскрывают химический состав, указывая точно на содержание в стекле оксидов урана и других химических элементов.

Радиоактивность уранового стекла в подробностях

Радиоактивность природного урана обусловлена в основном изотопами 238U и его дочерним нуклидом 234U. Так как уран радиоактивен, урановое стекло тоже радиоактивно. Это зависит от содержания урана, его происхождения и изотопного состава, возраста изделия. Максимальную радиоактивность имеют изделия, изготовленные с добавлением природных минералов урана, в которых последний находится в вековом равновесии со своими продуктами распада, которые в десятки и сотни раз опаснее урана.

Урановые стёкла с содержанием урана до 6 % имеют гамма-излучение, как правило, ниже допустимых значений, незначительно превышая природный фон, но альфа-излучение может превышать норму в десятки раз. Эти частицы в воздухе пролетают не более 15 см. При хранении за стеклом обычного серванта изделия из уранового стекла безопасны, так как частицы легко задерживаются.

Любое радиоактивное вещество опасно при попадании внутрь организма и очень опасно, если будет включено в метаболизм.Если был использован химически чистый уран, очищенный от дочерних продуктов распада, прежде всего радия, то изделия первые столетия служат лишь слабым источником альфа-лучей, которые не могут проникнуть даже сквозь эпителий кожи или лист бумаги, однако с течением времени (порядка тысячи лет) в нём накапливаются заметные продукты распада, что приводит со временем к значительному росту радиоактивности.

Наиболее безопасна добавка обеднённого урана-238. К вековому равновесию уран приходит через 830000 лет, что в быту недостижимо. Невозможно отравиться ураном при регулярном употреблении пищи из посуды уранового стекла, тут уместна аналогия с невозможностью отравиться свинцом при использовании хрусталя.

При этом известно о повышенной смертности стеклодувов, работавших с урановым стеклом и урановой шихтой. Теоретически попадание соединений урана в организм возможно и в работе гравёров и шлифовщиков на этом производстве, но поскольку стекло из природного урана не производится уже много лет, проверить это проблематично.

Предлагаем ознакомиться:  Идеалы в жизни человека - культура, искусство, религия

Существуют три основных пути облучения, связанные с урановым стеклом:

  1. Облучение тела гамма-лучами, испускаемыми радионуклидами в стекле.
  2. Воздействие на кожу рук бета-частиц, испускаемых радионуклидами в стекле.
  3. Проглатывание урана, выщелоченного в пищу, которая контактировала со стеклом.

При оценке эффективных эквивалентов дозы для различных потенциальных путей облучения, NUREG-1717 пришёл к выводу, что самые высокие дозы будут у персонала, участвующего в транспортировке стеклянной посуды. Эта максимальная расчётная доза, 4 мбэр/год, составляет примерно 1-2 % среднегодового облучения жителя США[4].

Важен и возраст уранового стекла. Продукты распада урана – в частности, радий – более опасны в радиологическом отношении. Чем старше изделие из уранового стекла, тем выше его уровень бета-излучения. Отрадным фактом является способность обычного стекла задерживать бета-частицы. Поэтому хранение даже старинных экспонатов из уранового стекла за витринным стеклом решает проблему.

Помимо бета-излучения, интенсивность которого у уранового стекла выше природного фона в десятки раз, других опасных эманаций у изделий с окислами урана не наблюдается.

Безопасность уранового стекла, однако, не распространялась на мастеров-стеклодувов. В прошлом, когда о явлении радиоактивности еще не было известно, отмечалась высокая заболеваемость среди работников предприятий, работавших с урановой рудой.

История уранового стекла

В Европе урановая руда с давних пор в почете у стеклоделов Богемии. Местные серебряные рудники дают достаточное количество урановой смолки – природной смеси оксидов урана. В первой трети XIX века богемцы поставили выпуск изделий из уранового стекла на поток. Посуда, бижутерия и галантерея из желтовато-зеленого, зеленого и рубинового-коричневого стекла раскупалась в мгновение ока.

Подсчитано, что до конца девятнадцатого столетия чешские стеклодувы произвели более 1600 тонн урановостекольной продукции. Популярность стекла, испускающего загадочные зеленые лучи, была повсеместной. Чешский почин подхватили стеклоделы Франции, Бельгии, Голландии. Английские стеклодувы презентовали королеве Виктории изящнейшие подсвечники из уранового стекла.

Открытие радиоактивности, пришедшееся на конец XIX века, никак не повлияло на производство. До середины ХХ века урановое стекло продуцировалось серийно, а высокий уровень смертности среди стеклодувов, работавших с радиоактивным материалом, списывался на внешние причины.

Предлагаем ознакомиться:  Как оформить гражданство рф

Лишь появление военного спроса на уран снизило приток материала на стекольные производства. Радиоактивный металл пошел на изготовление ядерного топлива и оружия, и цена на руду взлетела до небес. Доходило даже до выкупа изделий из уранового стекла военными ведомствами – с целью использования светящихся рюмок и бокалов в качестве сырья.

Сегодня урановое стекло выпускается единичными предприятиями Чехии и США. В производстве используются отходы заводов, поставляющих топливо для атомных реакторов.

Появление уранового стекла оценивается по крайней мере 79 годом н. э.[1], которым датируют мозаику, найденную на римской вилле на мысе Позиллипо в Неаполитанском заливe (Италия) в 1912 году[2][3] и содержащую жёлтое стекло с 1 % содержанием оксида урана. Начиная с конца Средних веков, настуран (уранит) начали добывать из серебряных рудников Габсбургов вблизи города Санкт-Иоахимшталь в Богемии (в настоящее время Яхимов, Чехия) и использовать как краситель в местном стекольном производстве. До 1898 года здесь было произведено более 1600 тонн всевозможных изделий из уранового стекла.

История массового производства начинается в 1830-х годов. С 1830 года Гусевский завод в России также начал выпуск аналогичных изделий. До Второй мировой войны использовался природный уран, но, когда производство уранового стекла возобновилось в 1959 году, оно уже использовало обеднённый уран, что сильно удорожает изделия.

Содержание урана в стекле часто составляет порядка 2 массовых процентов, а, например, содержание урана в некоторых стёклах, изготовленных в начале 1900-х годов, достигало 25 %[4].

Разновидности уранового стекла

В Англии, Америке и дореволюционной России урановое стекло звали «вазелиновым» — поскольку вазелин местного производства был полупрозрачным и зеленовато-желтым. Франко- и испаноязычные территории предпочитали наименование «канареечное стекло»: известные всему миру птички на родных им Канарских островах отличаются изумрудно-зеленой окраской оперения.

Урановое стекло бирманского производства славится желтовато-розовым отливом и молочной непрозрачностью. Подобные особенности определяются составом урановых добавок в шихту: преобладание оранжево-красного UO3 и коричневого UO2 делает готовое стекло матовым. Иногда непрозрачное урановое стекло зовется нефритовым либо, при достаточной интенсивности зеленого тона, хризопразовым.

Диагностика уранового стекла

Коллекционирование изделий из уранового стекла – занятие увлекательное и прибыльное: давнишнее прекращение серийного выпуска способствует росту стоимости предметов.

Более того! Даже флюоресценция – не самый надежный критерий оценки.

Опытный коллекционер делает приобретения несертифицированных изделий только после их обследования дозиметром. Обладая знаниями о номенклатуре и технологии произведенных предметов, коллекционер заранее предполагает, какой уровень излучения в том или ином диапазоне электромагнитных волн следует ожидать от различных изделий.

Загрузка ...
Adblock detector