Historie jáchymovského uranu

Tento poslední přírodní prvek periodické soustavy, s atomovým číslem 92 a atomovou hmotností 238,08, objevil r. 1789 M. H. Klaproth (tedy přesněji řečeno objevil oxid uranu). Zemská kůra jej obsahuje asi čtyřicetkrát více než např. stříbra. V přírodě se objevuje v různé podobě. Uranových nerostů je známo přes sedmdesát a pro účely klasifikace se rozdělují na primární a druhotné. Primární uranové nerosty se vyskytují v magmatických horninách jako prosté nebo složené oxidy. Určitě nejznámější horninou tohoto typu je smolinec neboli nasturan, chemicky UO₂. Prosté oxidy, k nimž se nasturan řadí, se liší jak příměsemi dalších prvků, tak i obsahem krystalové vody či oxidací čtyřmocného uranu na šestimocný. Proto také složení prostých oxidů kolísá od UO₂ až po U₃O₈. Mezi druhotné uranové nerosty řadíme především uranové slídy, dále uhličitany, sírany, celou řadu hydroxidů s obsahem krystalové vody a konečně křemičitany; tyto nerosty vznikají v zóně zvětrávání uranových ložisek.

Co se českému čtenáři vybaví, když se řekne smolinec? U nejednoho to zřejmě bude půvabné krušnohorské městečko Jáchymov, jehož historie je úzce spjata s dolováním. V Krušných horách a na Karlovarské vrchovině se v krystalických břidlicích nalézala bohatá ložiska ušlechtilých stříbrných rud provázená rudami kobaltu, niklu a uranu, ložiska mědi, olova i železa, v žulových útvarech pak ložiska cínovce, rud wolframu a molybdenu. Není tedy divu, že historie Jáchymova je bohatá. Již na počátku 16. století byly pod vývraty a drny v Krušných horách objeveny bohaté stříbrné žíly, jak nás ve své práci informuje Johann Mathesius (Bergpostilla oder Sarepta, fol. 134, Nürnberg 1574). První důl na stříbrnou rudu v blízkosti dnešního Jáchymova byl otevřen r. 1512, tj. přesně před 482 lety. Od r. 1516 pak za finanční podpory hraběte Štěpána Šlika začíná fungovat první těžařstvo a hornická obec Joachymsthal utěšeně roste díky zájmu jak podnikatelů, tak horníků. Královským privilegiem z 6. 1. 1520 byla bohatá hornická obec povýšena na svobodné horní město a Šlikům bylo uděleno právo výkupu stříbra a ražení stříbrné mince – tolaru. Můžeme říci, že v první polovině 16. století Jáchymov prožíval svůj „zlatý“ (vlastně spíše stříbrný) věk. Množství stříbra dodávaného do mincovny prudce stoupalo.

Jenomže každá mince má dvě strany, stejně tak i ta jáchymovská. Časy se změnily s příchodem nového panovníka, Ferdinanda I., na český trůn. Královská pokladna byla rok od roku lehčí, a proto není divu, že král zahájil vládu tím, že dal prozkoumat všechny možné zdroje příjmů. Neušla mu ani možnost podílu na jáchymovském bohatství. Protože podle zemských zákonů patřilo mincovní právo výhradně králi, odebral r. 1528 Šlikům jejich nedávno nabytá práva na výkup stříbra a jeho mincování (Dohoda Šliků s Ferdinandem I. z 28. 9. 1528, SÚA Praha, Sbírka předpisů). Tak začaly nekonečné třenice mezi hrabaty Šlikovými a panovníkem, spojené nejen s dalším oklešťováním šlikovských práv, ale i s výrazným ekonomickým dopadem. Objem těžby v jáchymovském revíru se průběžně snižoval, až v 70. letech 16. století došlo k masivnímu přesunu kapitálu do sousedních revírů. Příčinou toho nebyly jen neshody s panovníkem. Neobyčejně bohaté svrchní pásmo jáchymovského ložiska bylo téměř vydolováno a směrem do hloubky přibývalo kobaltu a niklu. V hlavních partiích se začal objevovat smolinec neboli smolné blejno. Staří horníci jej také nazývali čertův kámen. Tato okolnost nadlouho ovlivnila život zpočátku tak bohaté hornické obce. Jáchymovské doly přestaly být zajímavé, a tak zatímco r. 1533 zde pracovalo kolem 8 000 horníků, o sto let později jich zbyly pouhé dva tucty. Těžba stříbra se již nikdy nepozvedla na původní úroveň. Jedině díky obsahu kobaltu, který se využíval při přípravě barev, nebylo dolování zastaveno úplně. Až v 18. století dochází k rozsáhlejším pokusům obnovit těžbu, ale na počátku 19. století byly tyto pokusné práce opět zastaveny. V tomto období výše zmíněný M. H. Klaproth prováděl rozbory smolince a došel k názoru, že jde o samostatnou polokovovou látku, pro niž zvolil název uranit podle planety Uranu, kterou tehdy objevil Herschel. Domníváme se, že Klaproth považoval uranit (UO₂) za prvek a popsal některé jeho vlastnosti, především schopnost barvit sklovinu žlutě a zeleně. Čistý uran však získal až r. 1841 E. M. Péligot redukcí chloridu uraničitého draslíkem.

Někteří autoři uvádějí, že se uranové sklo v Čechách vyrábělo snad již koncem 18. století. Zpočátku bylo jen líbivým suvenýrem, který se vyznačoval zvláštní dvoubarevností. Jinou barvu mělo ve světle dopadajícím, a jinou v procházejícím. Od počátku 19. století se uranové barvy začaly používat k barvení porcelánu. Překopávání hald hlušiny za účelem využití smolince k barvení je na Jáchymovsku doloženo k r. 1843, ale jistě tomu tak bylo ještě o něco dříve. Výraznou osobností, která se zapsala do historie využívání uranové rudy v Čechách, byl A. Patera. Paterův proces byl doslova revolucí ve výrobě uranových barev, umožnil jejich průmyslovou výrobu v továrnách a jáchymovská chemička byla na 37. zasedání německých lékařů a přírodovědců r. 1862 v Karlových Varech vysoce oceněna pro svoji bezkonkurenčně nejvyšší úroveň technického vybavení.

Všechno však má svůj konec. V dolech začalo docházet k průvalům vody a zájem o uranové barvy poklesl. Osud dolů se zdál být tentokrát již definitivně zpečetěn. Zcela na místě byl povzdech na stránkách 13. ročníku časopisu Vesmír z r. 1884 (viz úvodní citát).

Ale záhy po Becquerelově objevu radioaktivity (1896) byl soumrak nad jáchymovskými doly zažehnán objevem manželů Curieových, kteří r. 1898 izolovali z jáchymovského smolince dva nové prvky – radium a polonium. Historicky cenným dokladem jsou v této souvislosti spisy o dodávkách jáchymovského smolince manželům Curieovým, založené v SÚA v Praze (obr. dole). Brzy byly stanoveny fyzikální, chemické a biologické vlastnosti radia. Ukázalo se, že uranové barvy nejsou radioaktivní, a tak manželé Curieovi zkoumali „bezcenné“ zbytky po výrobě barev. Prokázali, že radium bylo opravdu při výrobě odstraněno a zbytky mají asi troj- až čtyřnásobně vyšší radioaktivitu než smolinec, a rovněž navrhli způsob jejich zpracování na radiové soli. Doslova přes noc se tyto odpady staly nesmírně cennou surovinou. R. 1911 stál 1 gram radia 500 000 DM. Množily se články v populárních i vědeckých časopisech. Kromě radia a polonia byly však objeveny i další radioaktivní látky a zvídavý čtenář byl o tom záhy zpravován (např. Vesmír, 1903): „Přičiní-li se k chlorovodíkovému roztoku oxychloridu vizmutového několik kapek chloridu cínatého, zbarví se tekutina tmavě a po několika hodinách usadí se na dně nádoby černohnědé vločky, jež po sfiltrování a sušení jsou černé barvy. Z filtrátu vyloučený oxychlorid vizmutový jest skoro inaktivní. Na filtru zadržený zbytek jest silně aktivní. Dostane se ho, počítaje na váhu oxychloridu, asi jedna desetitisícina, ale účinek jeho jest mnohonásobně vyšší než látky původně získané. Kov vyloučený liší se jen radioaktivností od telluru, proto nazval ho W. Marckwald radiotellur.“

Roku 1905 fyzikové J. Mache a S. Mayer při rozboru karlovarských, teplických, mariánskolázeňských a františkolázeňských pramenů analyzovali i tři prameny z Jáchymova a objevili vysokou radioaktivitu, zvláště u jednoho z nich. Radioaktivitu vody podmiňuje radon, což je radioaktivní plyn o vysoké specifické hmotnosti a s krátkým poločasem rozpadu (3,85 dne). Tento plyn, nazývaný dříve radiová emanace, vzniká při rozpadu radia. Po prozkoumání rozpadových vlastností radia, jeho záření a možnosti terapie se začalo užívat jáchymovských pramenů v balneologii. Od počátku však jedním z největších problémů bylo uchování radiové emanace při transportu aktivní vody až do doby jejího použití při lázeňských kúrách. Téměř do první světové války měl Jáchymov ve výrobě radia monopolní postavení. Zajímavé je porovnat si čísla. R. 1913 připravila jáchymovská huť ze 111,845 q uranové rudy 2,126 g kovového radia. Curieovi pak ještě dlouhou dobu využívali jáchymovskou rudu pro své pokusy, což bylo spojeno s dalšími objevy. Ještě téhož roku profesor Curie popsal další zajímavou vlastnost radia. Nezávisle na teplotě okolního prostředí za 1 hodinu 1 g jak volného, tak vázaného radia vydá 120 kalorií tepla. (Mimochodem, paní Curieová-Sklodowská navštívila Jáchymov r. 1925, jak o tom referuje dr. Fr. Běhounek. Viz obr. nahoře.)

Schopnost radioaktivního materiálu uvolňovat energii se stala na plná tři desetiletí velkou výzvou pro celou řadu fyziků i chemiků. Objevy manželů Curieových naznačily, že těžká jádra by mohla být zdrojem energie. Výskyt radioaktivního materiálu však byl omezený, výroba nákladná a účinnost velmi nízká, a tak není divu, že dlouho panoval názor, že radioaktivní látky nemají kromě lékařského použití praktický význam. Postupně selhávaly všechny pokusy s urychlením rozpadu a vyzařování radioaktivních látek. Zajímavé podněty pro podobné úvahy přinesla Einsteinova teorie relativity; základním vztahem pro energetickou bilanci radioaktivního rozpadu (a obecně „transmutace“ jader vůbec) se stala známá rovnice E = mc². Změna celkové hmotnosti jader (která jsou výsledkem radioaktivního rozpadu nebo jaderné syntézy), tedy zároveň znamená i množství energie, které se při reakci uvolní (spotřebuje). Nenajdeme zde ovšem žádný návod, jak reakci uskutečnit, popřípadě urychlit.

Již r. 1919 přišel objev, který se stal jedním ze základních kamenů moderní fyziky. Lordu Rutherfordovi se podařilo proměnit jádro dusíku v jádro kyslíku, a tím naplnil dávné sny alchymistů o transmutaci hmoty. Jádra dusíku bombardoval alfa-částicemi, tj. jádry helia, které vysílaly některé přirozeně radioaktivní látky. Při pokusech s prvky lehčími než dusík došel k zjištění, že protony uvolněné při ostřelování takových jader mají energii vyšší než původní „střely“. Z toho usoudil, že přírůstek vznikl uvolněním vnitroatomové energie. Léta práce pak přinesla velký pokrok ve fyzice, upřesnění názorů na stavbu atomu, objev neutronu atd., ale nepřinesla zatím to hlavní – návod, jak atomovou energii efektivně využít. Při dosavadním procesu vyvolala uvolnění energie jen jedna jediná ze 100 000 alfa-částic – „střel“. Má-li kladně nabitá alfa-částice vniknout do jiného kladně nabitého jádra, musí překonat silné elektrostatické odpudivé síly, jinak řečeno potenciálový val.

Když v r. 1939 Hahn se Strassmannem uskutečnili štěpení uranu pomalými neutrony, byla otevřena cesta jak k řízené štěpné reakci, tak k atomové bombě. Tato část historie poněkud problematické současné slávy uranu je poměrně známá a jáchymovských rud se dotýká jen nepřímo. Všimněme si proto z tohoto období jen názoru vysloveného na stránkách Vesmíru r. 1942, tedy v době, kdy byl v Chicagu spuštěn první štěpný reaktor:

„Lze stěží čekat, že by v nejbližších několika letech nastal v řešení tohoto problému pronikavý obrat, který by učinil z iluze atomového stroje skutečnost, ale přesto by bylo bláhové to prohlásit za neřešitelný problém. Dokonce snad stejně bláhové jako tvrzení neinformovaných utopistů, s nímž se často setkáváme v denním tisku i v polovědeckých časopisech, že doba, kdy budeme topit atomovou energií, je už zcela blízká.“ (Vesmír 21, 40, 1942-43/2)

Tento vývoj ovšem v poválečném období obrovsky zvýšil poptávku po uranu a známým způsobem ovlivnil činnost v jáchymovských dolech. V letech 1948–1952 vzrostla těžba uranu u nás asi desetkrát. V jáchymovských dolech byla padesátá a počátek šedesátých let nejsmutnější etapou jejich historie, a to hned ze dvou důvodů. Prvním byl fakt, že toto znovuobjevené bohatství Země jsme nemohli využívat ve prospěch vlastního národa, ale po celá léta jsme jím draze platili Sovětskému svazu, údajně za osvobození. V oficiálních odhadech se praví, že v letech 1945–1991 bylo od nás vyvezeno téměř 100 000 tun této vzácné strategické suroviny do SSSR.

Daleko strašnější skvrnou na historii starého hornického řemesla v Jáchymově jsou osudy těch, kteří zde v poválečných letech pracovali. Od r. 1948 zde vznikaly pracovní tábory, označené jako L – likvidační. Za prvních 20 let komunistického teroru prošlo lágry na Jáchymovsku a Příbramsku okolo 35 000 lidí, převážně politických vězňů, nucených pracovat v podmínkách, jejichž označení za vražedné není v nejmenším přehnané. (V padesátých letech se těžilo téměř stejnou technikou jako v letech dvacátých, vězňové brali radioaktivní materiál do holých rukou. K tomu je třeba připočíst vdechování radonu a radioaktivního prachu ve štolách, dobu fárání, vražedné pracovní tempo a konečně přítomnost neznámých, až 400 let starých plísní).¹⁾

Jáchymovská historie se pomalu uzavírá. Doly na jednu z nejžádanějších surovin druhé poloviny dvacátého století byly postupně vysávány až do dna, stejně jako ti, kteří v nich pracovali. Kdoví, zda se sláva Jáchymova ještě někdy, třeba i v jiné podobě, obnoví. Je docela možné, že k pětistému výročí otevření prvního dolu v této oblasti – tj. r. 2012 – se ve Vesmíru objeví parafráze výroku z konce minulého století: „ Škoda, že se nepodařilo rudu z bohatého jáchymovského ložiska využít lépe než na jadernou munici východního bloku, která byla, stejně jako jeho ideologie, záležitostí pomíjivou.“