náhled|vpravo|Víčko z uranového skla. Díky UO2 tento předmět fluoreskuje Uranové sklo je speciální druh skla tvořeného sklovinou obohacenou mimo jiné o sloučeniny uranu, které propůjčují uranovému sklu v celém jeho objemu charakteristické zbarvení v rozmezí od jantarové přes všechny odstíny žluté až po jasně jablkově zelenou. Poznávacím znakem uranového skla je jeho fluorescence při expozici ultrafialovým světlem.
Stručná charakteristika Uranové sklo je specifický druh dekorativního a užitkového (každodenně používaného) skla, které obsahuje příměs sloučenin uranu, nejčastěji v podobě oxidu uranu (smolince UO2) či diuranátu sodného. Tento chemický přídavek dodává sklu charakteristické žluté, žlutozelené nebo jasně zelené zbarvení. Hlavním identifikačním znakem uranového skla je jeho výrazná fluorescence (zelené světélkování) pod vlivem ultrafialového (UV) záření. Průmyslová produkce uranového skla má svoji historii v Čechách, kde se v 19. století stala významným exportním artiklem.
Vlastnosti Zbarvení a chemické složení Uranové sklo se vyrábí přidáním malého množství oxidů uranu (obvykle v koncentraci od 0,1 % do 2 % celkové hmotnosti šarže, výjimečně až kolem 24 resp. 25 % (či více) u historických sběratelských kusů) přímo do sklářského kmene. Přítomnost uranu dodává sklu specifické optické vlastnosti, kdy barva není nanášena na povrch, ale je integrální součástí skloviny. Podle výsledného odstínu se v historii ustálila tradiční německá sklářská označení: Annagelb (Annina žlutá) – sklo s jasně žlutým odstínem. Annagrün (Annina zelená) – sklo s jasně žlutozeleným až zeleným odstínem.
Výsledný barevný odstín ovlivňuje chemické složení základní skloviny a přítomnost dalších aditiv, například příměs mědi může zelený tón prohloubit. Obecně platí, že intenzita barevného odstínu závisí na množství uranových aditiv a na druhu dalších přísad. Uranové sklo navíc může být od zcela průhledného až po zcela neprůhledné. Pokud se do suroviny pro přípravu uranového skla přimíchají tepelně citlivé chemikálie lze při opětovném zahřátí skloviny získat odstíny do mléčné barvy (stínovací efekt). V anglosaském světě se pro poloprůhledné žlutozelené uranové sklo vžilo lidové označení vaseline glass (vazelínové sklo), kvůli vizuální podobnosti s tehdejší barvou kosmetické vazelíny.
Fluorescence Základním znakem uranového skla je jeho schopnost absorbovat lidským okem neviditelné ultrafialové záření a okamžitě ho emitovat ve formě viditelného světla s delší vlnovou délkou. Tento jev se nazývá fluorescence. Sklo pod UV lampou (anglicky „black light“ tj. „černým světlem“) vydává intenzivní, jasně zelenou záři. Intenzita fluorescence závisí na koncentraci uranu a přítomnosti jiných kovů (např. olovo nebo měď mohou fluorescenci tlumit). Tato záře je čistě optickým jevem a nijak nesouvisí s radioaktivním rozpadem.
Radioaktivita a bezpečnost Jelikož uran obsahuje přirozeně radioaktivní izotopy, je uranové sklo a keramika slabě radioaktivní a vykazuje měřitelnou aktivitu pomocí Geigerova-Müllerova počítače. Míra vyzařování je však u běžných předmětů velmi nízká. Většina odborných institucí považuje vystavení běžných dekorativních předmětů z uranového skla za vitrínami za zdraví neškodné, jelikož emitované alfa záření neprostoupí lidskou pokožkou a gama záření dosahuje zanedbatelných hodnot srovnatelných s přirozeným radiačním pozadím. Z preventivních důvodů se však obecně nedoporučuje používat uranové nádoby k dlouhodobému uchovávání kyselých potravin či nápojů, u nichž by mohlo dojít k mikroskopickému vyluhování kovu do kapaliny. Obecně se doporučuje vyhýbat se styku nádob z uranového skla (nebo „uranové keramiky“) s jídlem a pitím a také dlouhodobě nenosit šperky z uranového skla. (Případný biologický efekt ozáření je dán součinem intenzity záření a času expozice.)
Rozlišuje se složení uranového skla podle období výroby: Předválečné uranové sklo (před rokem 1939): Obsahuje přírodní uran s běžným poměrem izotopů (Uran.238 a Uran.235) přibližně v poměru 25 : 1. Poválečné uranové sklo (po roce 1946): Vyrábělo se z ochuzeného uranu, který zbyl po obohacování pro jaderný průmysl a vojenství; poměr izotopů (Uran.238 a Uran.235) se posunul na cca 40 : 1.
+ Základní parametry a údaje týkající se uranového skla Položka / Vlastnost Hodnota / Popis Název Uranové sklo Typ materiálu Sklo (amorfní pevná látka) Hlavní složky oxid křemičitý SiO2; sloučeniny uranu: oxid uraničitý UO2; diuranát sodný Na2U2O7 Barva Žlutá, žlutozelená, jasně zelená Fluorescence Intenzivní zelená (cca 520–530 nm) pod UV zářením (365–395 nm) Hustota 2,4–2,6 g/cm³ (záleží na bázi skloviny) Tvrdost 5,5–6,5 (Mohsova stupnice) Radioaktivita slabá (primárně alfa záření, minimální gama záření) Koncentrace sloučenin uranu 0,1 % až 2 % (historické unikáty až 25 %) Zakladatel výroby Franz Xaver Anton Riedel (kolem roku 1830) Tradiční názvy Annagelb, Annagrün, Eleonorská zeleň, Vaseline glass, Canary glass (kanárkové sklo), Verre canary, Chrisoprase (chryzoprasové sklo), Burmese glass (barmské sklo)
Historie Počátky Antika Nejstarší známé využití uranu k barvení skla pochází již z období starověkého Říma. V roce 1912 objevil britský archeolog R. T. Gunther ve starobylé římské vile na mysu Posillipo v Neapolském zálivu v Itálii mozaiku (datovanou do roku 79 našeho letopočtu), jejíž zelené skleněné dílky (pocházející ze severní Afriky) obsahovaly přibližně 1 % oxidu uranu. V té době šlo však o náhodné využití místního sklářského materiálu (písku) s příměsí smolince, nikoli o cílený chemický záměr.
Středověk V pozdějším středověku (14. a 15. století v Evropě) používali skláři k barvení skla v místním sklářském průmyslu uraninit získávaný z habsburských dolů na stříbro v Jáchymově.
Současnost Moderní historie začala objevem prvku uranu, který v září 1789 izoloval v podobě oxidu uranu německý chemik (německý přednášející chemie specializující se na analýzu minerálů) Martin Heinrich Klaproth z krušnohorského (jáchymovského) smolince (uraninitu). Martin Heinrich Klaproth předpokládal, že sloučenina, kterou objevil obsahuje nový prvek, ale čistý uran jako takový z ní nedokázal sám izolovat. To se zdařilo až v roce 1841 francouzskému chemikovi Eugène-Melchioru Péligotovi. O 55 let později (v roce 1896) objevil francouzský fyzik Antoine Henri Becquerel radioaktivitu uranu tím, že jeho malé množství umístil na neexponovanou fotografickou desku, která se po vyvolání „zakalila“. Objevy kolem vlastností uranu pak dokončil fyzik Enrico Fermi, jehož práce od roku 1934 přispěly k vývoji jaderných reaktorů.
Sklářský rozmach Rodina Riedelů Průmyslovou a komerční výrobu uranového skla zahájil v Čechách ve 30. a 40. letech 19. století sklářský experimentátor a podnikatel Franz Xaver Anton Riedel (1786–1844) (5. generace dynastie Riedelů) v Jizerských horách ve sklářské huti v Antonínově (dnes část obce Josefův Důl).
Kolem roku 1830 experimentoval Franz Xaver Anton Riedel s jáchymovským smolincem (tehdy to byl odpad z těžby stříbra v Jáchymově) a vyvinul ve svých hutích dva vysokým teplotám odolné zářivé odstíny skla: zářivě žluté a zářivě zelené sklo, které pojmenoval Annagelb (Annina žlutá) a Annagrün (Annina zelená) po své dceři Anně Marii Riedelové. První datovaný výrobek z Čech pochází z roku 1834 a týkal se foukaného skla.
Po skonu Franze Xavera Antona Riedela v roce 1844 přešel podnik na jeho zetě a bratrance Josefa Riedela staršího (1816–1894), který se v roce 1840 oženil s Annou Marií Riedelovou. Josef Riedel zintenzivnil výrobu, rozšířil a popularizoval barevné uranové sklo, získal produktu mezinárodní renomé a díky svým manažerským schopnostem se mu přezdívalo „sklářský král Jizerských hor". Rodinná sklárna v Dolním Polubném v Čechách vyráběla oba druhy uranového skla (Annagelb, Annagrün) v letech 1830 až 1848.
Tajemství barvení skla uranovými sloučeninami se rychle rozšířilo po Čechách i v Evropě cestou potulných tovaryšů a tavičů skla. Poptávka po uranových preparátech stimulovala vznik speciálních chemických továren. Masovou výrobu žlutého a později i zeleného uranového skla a bižuterie rozvinul v polovině 19. století Josef Riedel. Sloučeniny uranu s jejich barvicím účinkem ve skle se v období Biedermeieru (v první polovině 19. století, resp. od roku 1815 do 1848) staly velmi populární. Již na začátku druhé poloviny 19. století nebyla receptura na výrobu uranového skla žádným tajemstvím a české sklárny intenzivně exportovaly. Přidáváním dalších chemikálií (barviv) vznikaly i jiné než jasné žlutozelené a zelené odstíny uranového skla (např. žlutohnědé nebo oranžové barvy) a sklovina mohla být i zakalená (nejen čirá).
30. léta 19. století Severočeská sklárna Harrch v roce 1831 vystavovala na pražské výstavě své žlutozelené sklo. Od roku 1836 používala sloučeniny uranu jako barvivo britská sklárna Whitefriars. V roce 1836 dostala britská královna Adelheid Sasko-Meiningenská (manželka britského krále Viléma IV.) stříbrné svícny s hranoly z topazového skla zbarveného sloučeninami uranu. Dne 9. listopadu 1837 se v Guildhallu konal (na počest královny Viktorie) banket londýnské samosprávy (Corporation of London), kde firma Whitefriars prezentovala dvanáct misek z uranového topazového skla. Ve 30. letech 19. století již evropští (a zejména čeští) skláři vyráběli uranové sklo v komerčním měřítku.
Adolf Patera a továrna na uranové barvy Chemický inženýr Adolf Patera pracoval ve sklárně v Teplicích a prováděl experimenty s vlivem různých prvků na zbarvení skla. V roce 1852 se mu podařilo vyvinout uranové žluté barvivo pro sklo. V roce 1855 vyvinul (z pověření rakousko-uherské monarchie) v Jáchymově průmyslový postup levné extrakce uranových barev ze smolince. Na základě toho byla o rok později státem založena v Jáchymově první továrna na uranová barviva – K. K. Urangelfabrik (Císařsko-královská továrna na uranové barvy). (Továrna sídlila v budově, kde původně fungovala továrna na tavení stříbra patřící rodině Schlicků.) Továrna na uranové barvy záhy zahájila výrobu šesti až osmi druhů žlutých barviv, dále jednoho světle zelenožlutého, jednoho oranžového a jednoho černého barviva. V Jáchymově byla v 90. letech 19. století zahájena intenzivní průmyslová těžba uranové rudy za účelem pokrytí stále rostoucí poptávky po uranových sloučeninách coby příměsí do uranového skla. V roce 1897 tato největší továrna na uranové barvy na světě produkovala ročně více než 12 000 kilogramů uranových barev.
To vedlo k radikálnímu snížení ceny pigmentu a masovému rozšíření uranové skloviny do mnoha českých skláren, včetně značek jako Moser či Harrachov (sklárna Novosad a syn). (Na přechodný čas se české země staly monopolním dodavatelem uranových barviv.) České uranové sklo sklízelo úspěchy na světových výstavách a vyváželo se do celého světa. Výroba probíhala i v dalších lokalitách, například v Českých Milovech na Vysočině.
Uranové sklo v zahraničí Experimenty s uranovým sklem se ale odehrávaly i ve sklárnách v zahraničí. Francouzská společnost pro podporu průmyslu (po návštěvě Čech v roce 1836) vyhlásila soutěž o ceny za vytvoření napodobeniny českého uranového skla. Technickým poradcem francouzské sklárny Baccarat se sídlem v Lotrinsku na východě Francie byl francouzský chemik Eugène-Melchior Péligot, který v roce 1841 izoloval první vzorek kovového uranu. S jeho asistencí sklárna začala od roku 1843 produkovat uranové sklo nazývané „cristal dichroide“ a také uvedla na trh uranové sklo „chrysoprase“. Jednou z prvních společností, která zářící uranové sklo uvedla na trh byla londýnská Whitefriars Glass podnikatele Jamese Powella.