Думаю ни для кого не секрет, что для получения стекла различных оттенков его окрашивают солями металлов при производстве. Одной из разновидностей такого стекла является урановое стекло. Его частой отличительной чертой является насыщенно-зелёная флуоресценция, а так же повышенный уровень радиоактивного излучения (по сравнению с фоном).

Да да, урановое стекло — это стекло, окрашенное солями урана. Урана? Да, Вы не ослышались, его самого! Но давайте попробуем разобраться настолько ли это всё страшно, как кажется изначально…

В подборке фото ниже представлены несколько экземпляров флуоресценции уранового стекла при освещении УФ-лампой. Хорошо видна яркая зелёная флуоресценция, участки изготовленные из уранового и из обычного стекла, плавные переходы между разными типами стекла. Выглядит достаточно красиво!

Обычно при изготовлении уранового стекла уран вводится в шихту в виде одного из следующих окислов: жёлтого ураната натрия, тёмно-зелёного смешанного оксида урана, оранжевого триоксида урана либо коричневого диоксида урана.

Содержание окрашивающего урана должно быть сравнительно большим, так как красящая способность урана в стеклянных составах небольшая — это 0.3 до 6 % в зависимости от применяемого соединения. При более высоком содержании соединений урана его флуоресценция понемногу затухает и при содержании свыше 25 % практически исчезает.

Как уже было сказано выше, урановое стекло обладает повышенным уровнем радиоактивного излучения по сравнению с фоном. Его радиоактивность в основном обусловлена радиоактивностью 238-го изотопа урана, а так же его дочернего продукта распада: ураном-234. Но насколько выше?

Тут всё как раз напрямую зависит от изотопного состава, а так же исходного сырья, использованного при производстве стекла. Тут может быть 2 варианта:

1. При производстве использованы очищенные соединения урана-238. В этом случае, даже при относительно большом содержании урана уровень фона не будет катастрофически высоким (основную часть фона будут составлять альфа-частицы, бета-частицы + небольшой уровень гамма-излучения). Основная часть уранового стекла, изготовленная в послевоенные годы изготовлена с добавлением именно такого сырья.

2. При производстве использованы природные минералы урана, находящиеся в вековом равновесии со своими дочерними продуктами распада. А последние, однако, в десятки и сотни раз радиоактивнее самого урана (поэтому кроме альфа-частиц и бета-частиц такое стекло будет иметь ещё и ощутимый уровень гамма-излучения). Такое стекло может встретиться преимущественно в достаточно старых изделиях конца позапрошлого — начала прошлого века.

Единственным надёжным способом определить какой вариант уранового стекла перед вами находится — померить уровень фона дозиметром-радиометром. Давайте, собственно, это и сделаем для представленных выше экземпляров.

На первом фото представлено непосредственно общее фото с образцами уранового стекла; на втором фото — естественный фон в квартире по гамме в мкЗв/час; на третьем, четвёртом и пятом фото — уровень фона по гамме возле образцов уранового стекла вплотную в мкЗв/час; на шестом, седьмом и восьмом фото — плотность потока бета частиц за вычетом фоновой гаммы (в тысячах штук на квадратный сантиметр в минуту).

Нормальными уровнями излучения считаются: по гамме — не более 0.3 мкЗв/ч; по плотности потока бета-частиц — не более 0.02 тысяч штук на квадратный сантиметр в минуту.

Как видите, никакой гаммы с хоть какой-то ощутимой энергией нет т.к. в данных образцах использован очищенный уран, а не природные минералы урана в вековом равновесии.

В итоговом фоне стекла присутствует бета. На самом злом образце превышение вплотную нормы в 8 раз, но на расстоянии около 20-30 сантиметров уровень уже не превышает установленных норм.

Альфа-частицы, обладая низкой проникающей способностью (они задерживаются обычным листом бумаги), будут экранироваться самим стеклом т.к. соединения урана находятся в объёме стекла, а их доля у поверхности практически стремится к нулю. Не верите? — смотрите сами.

В подборке фото ниже представлен результат измерения потока альфа-частиц самого злого экземпляра коллекции. На первом фото — фактически альфа+бета+гамма, на втором фото — бета+гамма т.к. измерение проводилось через сложенный вдвойне лист бумаги. Фактически плотность потока альфа частиц грубо равна разности показаний между первым и вторым фото.

По итогу представленные в коллекции образцы уранового стекла совершенно безопасны для жизни и здоровья, если не спать с ним в обнимку в режиме 24/7, не нюхать пыль из уранового стекла, не употреблять внутрь в качестве пищевой добавки и т.д. и т.п.

Достаточно подробный анализ радиационного облучения, вызванного ураном в стеклянной посуде, можно найти в публикации комиссии по ядерному регулированию «Систематическая радиологическая оценка исключений в отношении источников и побочных продуктов» (NUREG 1717).

Существуют три основных пути облучения, связанные с урановым стеклом:

1. Облучение тела гамма-излучением, испускаемым 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.

В общем и целом, если подвести итог, то можно добавить — экземпляры уранового стекла, представленные на фото выше и изготовленные с использованием очищенного урана безопасны в т.ч. и для применения по прямому назначению (и это относится к подавляющему большинству подобных экземпляров). Впрочем, не зря же оно (урановое стекло) не относится к радиоактивным отходам, не требует специальных мер обращения и утилизации (как та же СПД на основе радия-226, например).

P.S.

Говоря о флуоресценции стекла, стоит отметить, что не всё стекло, что светится жёлто-зелёным (желтым, зелёным) в УФ — урановое. Некоторое обычное зелёное стекло тоже светится в УФ. Пример на прикреплённых ниже фото. Первое и второе фото — внешний вид уранового (левый экземпляр) и просто зелёного стекла (правый экземпляр). Третье и четвертое фото — урановое и зелёное стекло при освещении УФ-лампой. Пятое фото — уровень естественного фона по бете. Шестое фото — фон от зелёного стекла по бете. Седьмое фото — фон уранового стекла по бете.

Разница очевидна. Фон обычного стекла не отличается от окружающего фона, а фон настоящего уранового стекла вполне достоверно его превышает. Поэтому у меня практически 100% уверенность в том, что правый экземпляр сделан из обычного зелёного стекла (сомневаюсь что туда добавлено столь малое количество соединений урана, что для свечения этого достаточно, но использованный дозиметр-радиометр при этом не улавливает потока бета-частиц).

А на этом на сегодня всё. С уважением, Андрей Савченко.

Список использованной литературы:

1. Пара слов об урановом стекле

2. Как сделать УРАНовое СТЕКЛО

3. Урановое стекло. Радиоактивная красота! [Радиоактивные материалы]