Twoja wyszukiwarka

ZBIGNIEW P. ZAGÓRSKI
NIE TAKI URAN STRASZNY...
Wiedza i Życie nr 3/2001
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 3/2001

Pociski uranowe nie są wynalazkiem amerykańskim - stosowali je już Niemcy podczas drugiej wojny światowej. Tamte wypełnione były uranem naturalnym, współczesne mają rdzenie z uranu zubożonego.Czy stanowią zagrożenie radiacyjne?

Na początku lat trzydziestych ubiegłego wieku Niemcy, którym Hitler wmówił, że przyroda poskąpiła im surowców, zaczęli gorączkowo poszukiwać namiastek wszystkiego, co wymagało importowanych materiałów oraz skrupulatnie wykorzystywać to, co mieli, a do tej pory było bezużyteczne. Biadolenie nad deficytem surowców sprzyjało przekonaniu, że brakom można zaradzić, podbijając świat. Podbój świata wymagał natomiast broni. Niemcy konstruowali więc coraz lepsze czołgi, działa, samoloty i karabiny, ale szukali też coraz skuteczniejszej amunicji. Jak wiadomo, energia wystrzelonego pocisku (E=1/2 mv2) zależy od jego masy, ale w większym stopniu od prędkości. Zwiększanie prędkości wylotowej nastręczało znacznie więcej problemów niż zastosowanie masywniejszego pocisku, co najłatwiej osiągnąć, faszerując go na przykład ołowiem. Istnieją jednak pierwiastki cięższe, choć trudniej dostępne niż ołów. Przykładowo uran ma gęstość 19.05 g/cm3, podczas gdy ołów 11.3 g/cm3.

Prof. Ernst Riesenfeld z Uniwersytetu Berlińskiego, autor świetnego podręcznika chemii nieorganicznej z 1935 roku, pisał wtedy z żalem, że nie ma znaczącego zastosowania uranu. A leżało go mnóstwo na hałdach. Uran był bowiem odpadem otrzymywanym w trakcie produkcji radu, który na początku stulecia uważano za niezwykłą atrakcję. Stosowano go z powodzeniem w onkologii (np. terapeutyczne "igły" radowe), ale oszałamiającą karierę robiły także specyfiki na bazie radu, którymi "leczono" nadciśnienie, impotencję, zaburzenia trawienia oraz ponad 150 innych chorób. Jak łatwo się domyślić, rujnowały one zdrowie, zamiast je ratować.

Uran jest pierwiastkiem trudnym dla metalurgii, toteż - jak pisze Riesenfeld - produkowano go tylko do celów laboratoryjnych. Niemieccy specjaliści od uzbrojenia zwęszyli jednak interes, niepozorny szary metal szybko taniał. Tlenki uranu udaje się łatwo redukować do metalu metalicznym sodem, glinem, a nawet wodorem w wysokiej temperaturze. Czarny proszek stapia się w piecu elektrycznym do litego metalu i to jest to, czego oczekiwali specjaliści od amunicji. Koncern Degussa, specjalizujący się w produkcji rzadkich i szlachetnych metali, nie miał już trudności z masową produkcją każdej ilości dowolnego kształtu elementów uranowych. W biednej, według mniemania Niemców, w surowce ojczyźnie nie brakowało uranu, a tuż za granicą słynnym czeskim Jachimowie znajdowało się go więcej, niż można było marzyć.

W początkach 1942 roku Degussa otrzymał zamówienie na uran w proszku, które zaniepokoiło aliantów. Ich wywiady zachodziły w głowę, do czego to komu potrzebne. Zwłaszcza że taki uran Niemcy pakowali pod osłoną argonu w beczki i wysyłali do Lipska. Agenci nie domyślali się jeszcze, że Werner Heisenberg chciał uruchomić swoją Uranmaschine - pierwszy na świecie stos atomowy, który miał rozpocząć nową epokę. Na szczęście dla reszty świata nie był chemikiem i nie wiedział, że uran w proszku łatwo zapala się w powietrzu od samego tarcia ziarna o ziarno, jak kamień do zapalniczek. Z wywołanego przypadkowo pożaru Heisenberg i jego współpracownicy ledwo uszli z życiem, ale nie uratowali nadziei Niemców na władzę nad światem. Dokładniej opisałem to w artykule "Czy Niemcy mogli zbudować bombę atomową?" [patrz: WiŻ nr 1/1994]. Nawiasem mówiąc, Albert Speer, minister uzbrojenia Rzeszy, w 1943 roku zwolnił zapas 1200 t uranu i przeznaczył go do produkcji amunicji. Metaliczny uran stanowił lite wypełnienie pocisków, które okazały się niezwykle skuteczne w przebijaniu pancerzy czołgów. Co ciekawe, to zastosowanie uranu nie zostało zauważone przez aliantów, których wywiady skupiły uwagę na badaniach związanych z konstrukcją bomby atomowej.

Po ukończeniu projektu "Manhattan" i zbudowaniu bomby atomowej w 1945 roku uran stał się pierwiastkiem strategicznym. Z naturalnego uranu, po oddzieleniu radu oraz 13 innych radionuklidów, do których rozpada się uran-238, bardzo poszukiwanego izotopu uranu-235, pozostaje uran zubożony. Gwoli ścisłości: pozostaje w nim 0.2% uranu-235, ponieważ nie opłaca się go separować. Zainteresowanych tym zagadnieniem zachęcam do przeczytania mojego artykułu pt. "Izotopy" [patrz: WiŻ nr 3/1993].

Tak jak kiedyś nie wiedziano co robić z naturalnym uranem, w latach sześćdziesiątych nie wiedziano, co robić ze zubożonym. Producenci gotowi byli go sprzedawać po cenie kosztów magazynowania, czyli prawie za darmo. Ponieważ zubożony uran był tani i radiacyjnie bezpieczny - zainteresowali się nim specjaliści wojskowi, wracając do pomysłu jego wykorzystania przy konstrukcji pocisków przeciwpancernych (ryc. poniżej). Czy i jakie szkody mogą wyrządzić żołnierzom takie pociski? Jak bardzo narażone są załogi czołgów wyposażonych w taką amunicję?

W czołgu jest bardzo ciasno, więc uran znajduje się blisko ludzi. Można jednak oszacować zagrożenie radiacyjne: jeżeli załoga przebywa w czołgu 2000 godzin, to pochłonie dawkę, jaką otrzyma statystyczny mieszkaniec USA w ciągu roku od tzw. tła (promieniowania pochodzącego ze źródeł naturalnych), a ta jest stokrotnie mniejsza od dawki, której biologiczne ślady działania można w ogóle wykryć. Tak więc szkód popromiennych z powodu przebywania w pobliżu amunicji uranowej z całą pewnością być nie może. Nie ma również takiego zagrożenia przy jej produkcji, transporcie i magazynowaniu.

Co dzieje się w czołgu trafionym pociskiem uranowym, który przebija pancerz? Wybucha pożar i wnętrze wypełnia się szarym pyłem złożonym m.in. z częściowo utlenionego uranu i innych tlenków. Załoga czołgu ginie, ale gapie, którzy potem zaglądają do wraku, mogą nawdychać się pyłów uranowych. Jeżeli później nie umyją rąk, dodatkowo połykają z żywnością spore ilości uranu. W tej właśnie postaci uran jest najbardziej szkodliwy. Pod względem toksycznym przypomina ołów, ale jest od niego mniej niebezpieczny, ponieważ inaczej i w niewielkim stopniu odkłada się w tkance kostnej. Jest wydalany z organizmu, jednak uszkadza przy tym nerki. Tak więc toksyczność uranu rozproszonego, a nie jego śladowa radioaktywność może być przyczyną zachorowań wśród ludności cywilnej, a zwłaszcza wśród poszukiwaczy skarbów i pamiątek na pobojowiskach. Żołnierze, otrzymujący rozkaz wykonania tam jakiegokolwiek zadania, powinni pracować w masce przeciwpyłowej i w rękawicach, co w wystarczającym stopniu chroni ich przed zagrożeniem.

Większość pocisków nie trafia w cel, o czym najlepiej świadczy liczba zniszczonych czołgów - wielokrotnie mniejsza od liczby użytych pocisków. Pociski takie pozostają w glebie na polu bitwy, skąd zostają zebrane jako złom. Tak się działo w Kuwejcie. Nawet gdyby uran z takich pocisków uległ całkowitemu rozproszeniu to, jak wynika z dotychczasowych doświadczeń, chodzenie po takim polu grozi pochłonięciem dawki 0.01 mSv na rok. Jest to 200-300 razy mniej niż otrzymujemy średnio na świecie z naturalnego tła. Większe dawki otrzymują rolnicy na polach nawożonych superfosfatem, który wytwarza się z apatytów zawierających uran. Oddzielanie go jest nieopłacalne. Wiosną, gdy zaczyna się kiełkowanie roślin i związane z tym spulchnianie gleby, nad polami unoszą się chmury radonu. Jednak nikt dotąd jakoś nie zauważył żadnego syndromu białaczkowego wśród rolników.

O tym, że zubożony uran jest bezpieczny, może świadczyć również jego stosowanie w urządzeniach cywilnych. Robi się z niego koła zamachowe - zajmują mało miejsca i dlatego montuje się je w samolotach, m.in. w Boeingach. Wytwarza się pojemniki na materiały promieniotwórcze i osłony na "bomby" kobaltowe stosowane w medycynie oraz defektoskopy - aparaty prześwietlające spawy rurociągów, statków itp.

Moim zdaniem przyczyną syndromu bałkańskiego są względy polityczne, czyli chęć dokuczenia NATO za interwencję na Bałkanach. Tak szczegółowych raportów jak o "Pustynnej Burzy" nie ma jeszcze o Jugosławii. Na pewno powstaną i zostaną ujawnione, ale nie spodziewam się, by pojawiło się w nich coś nowego, bardziej groźnego, o czym byśmy dotychczas nie wiedzieli. Kilka przypadków białaczek wśród żołnierzy służących na Bałkanach mieści się w statystyce takich zachorowań i o niczym nie świadczy.

Na zakończenie chcę wrócić jeszcze do zagadnienia genezy amunicji uranowej. Historia niemieckiej "artylerii uranowej" jest niejasna, ponieważ Niemcy zniszczyli dokumenty. Niewiele o niej wiadomo, poza tym że w pociskach na pewno był uran naturalny, z pełną zawartością uranu-235, innych jego izotopów i radu. Takie pociski byłyby istotnie groźne, ale i łatwiej wykrywalne. Kilka lat temu znaleziono w okolicy Mielca tzw. anomalię uranową. Trudno wyjaśnić ją geologicznie, ale w czasie wojny tam właśnie Niemcy mieli fabryki broni i prawdopodobnie były to wytwórnie amunicji uranowej. Może wśród Czytelników Wiedzy i Życia są osoby, które mogłyby powiedzieć coś na ten temat? Może żyją jeszcze ludzie, którzy w tych fabrykach pracowali...

Przekrój amerykańskiego pocisku artyleryjskiego kalibru 120 mm, zawierającego 5 kg uranu. Jest to największy jak dotychczas kaliber amunicji obciążony uranem.

Właściwości uranu

Uran jest promieniotwórczym pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 92 i masie atomowej 238.03. Należy do grupy aktynowców. Jest ostatnim pierwiastkiem wpisanym do układu okresowego występującym w przyrodzie. Czysty uran jest srebrzystobiałym metalem o temperaturze topnienia 1133°C i wrzenia 3900°C, ma gęstość 19.05 g/cm3. Jest chemicznie aktywny, zwłaszcza w wyższych temperaturach. W powietrzu pokrywa się warstewką dwutlenku uranu. W kwasach rozpuszcza się, jest natomiast odporny na działanie zasad. Ma właściwości piroforyczne, co oznacza, że w wysokich temperaturach samorzutnie się zapala. Jest rozpowszechniony w przyrodzie. Wśród licznych minerałów zawierających uran najważniejszymi są: uraninit, karnotyl, autunit, tobernit i kurit. Naturalny uran stanowi mieszaninę trzech długożyciowych izotopów: uranu-238 ( czasie połowicznego zaniku T1/2 = 4.5x109 lat), uranu-235 (T1/2 = 7.1x108 lat) i uranu-234 (T1/2 = 2.5x105 lat). Jądro uranu-235 bombardowane neutronami ulega rozszczepieniu, przy czym procesowi temu towarzyszy wydzielenie ogromnej ilości energii. Stąd też uran wzbogacony atomami izotopu uranu-235 znajduje zastosowanie w reaktorach jądrowych (zawartość uranu-235 wynosi 3.2-3.6%) amunicji jądrowej (zawartość ok. 90%). Izotopy uranu-235 oddziela się od izotopów uranu-238, wykorzystując dyfuzję gazową sześciofluorku uranu bądź wirówki gazowe. Uran zawierający więcej atomów izotopu oznaczonego liczbą masową 235 niż go jest w naturalnym uranie, nosi nazwę wzbogaconego, zaś uran, który ma mniejszą zawartość tego izotopu - uranu zubożonego. Ten ostatni jest właściwie produktem odpadowym w procesie produkcji uranu wzbogaconego.
IRENEUSZ NOWAK, BOGUSŁAW SZUBA

Prof. dr hab. Zbigniew P. Zagórski pracuje w Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie. Jest ekspertem NATO.