防走失，電梯直達

來源：把科學帶回家

作者：蘇澄宇

（圖源：網絡 ）

2021年1月9日11點15分左右，一陣突如其來的緊急廣播，打破了新澤西一所高中的寧靜。

“全校立即疏散——請有序撤離教學樓！”

事發現場 圖源：Chris LaChall/Courier-Post

學生們面面相覷，老師神色凝重。幾分鐘內，整個學校的人群涌向操場。緊接著，警車、消防車、以及一輛寫著“Hazardous Materials Unit”（危險品處理組）的卡車呼嘯而至。

事發現場 圖源：Chris LaChall/Courier-Post

一個消息在學生中悄然傳開：有人帶進了“放射性物質”。

事發現場 圖源：Chris LaChall/Courier-Post

而引發這一系列恐慌的，竟是一個學生帶的一塊小瓷片，一塊從家里帶來的、碎了邊的古董盤子。

幾天前，他收到了一件圣誕禮物——一臺蓋革計（Geiger Counter），用于測量放射性。他是個酷愛科學的孩子，看到儀器上那跳動的數值，會忍不住想繼續探索。

他和父母特意跑到古董店，找來了這塊盤子——費斯塔 （Fiestaware），一種20世紀生產的彩色瓷器。它是由 Homer Laughlin China 公司生產的彩色餐具，以其藝術裝飾風格和鮮艷的顏色而聞名，尤其是其標志性的橙紅色。

圖源：Funranium Labs

為了讓瓷器的橙紅色更加明亮，在釉料中使用了鈾氧化物（如 UO? 或 U?O?）。

這種做法在20世紀早期至中期很常見，因為鈾化合物能為陶瓷和玻璃制品提供鮮艷的顏色，如黃色、綠色和紅色，而其中又以紅色最突出。

之所以可以讓紅色更明亮，是因為鈾氧化物是一種強效的著色劑，其獨特的電子結構使其能夠吸收和發射特定波長的光。

費斯塔"放射紅"收藏系列 圖源：圖源：yesterdaysnews

研究表明，鈾氧化物在可見光范圍內（400-700 納米）的吸收峰集中在藍色區域（400-500 納米），反射出紅橙光（600-700 納米），這一特性源于其電子躍遷和配體-金屬電荷轉移效應。

這一光譜特性解釋了為何鈾氧化物被廣泛用于生產鮮艷的黃色、橙色和紅色陶瓷。相比其他著色劑，鈾氧化物能提供更明亮、更飽和的暖色調。

工人在窯中運送瓷器 圖源：yesterdaysnews

另外，在陶瓷燒制過程中（通常在 800-1400°C），鈾氧化物具有良好的熱穩定性，能夠融入釉料的玻璃基質中而不分解。它在高溫下形成均勻的分散狀態，使顏色分布一致且持久。這種穩定性確保了釉料在冷卻后仍能保持明亮的視覺效果，而不像一些有機染料或不穩定的金屬氧化物會因高溫退色。

根據過往研究，鈾氧化物在釉料中的濃度和燒制條件直接影響顏色強度，濃度越高，顏色越飽和。

這系列瓷器中其他顏色如象牙白也可能含有微量鈾，但紅色通常放射性最強。

1938 年彩色費斯塔陶瓷廣告 圖源：yesterdaysnews

1944年，第二次世界大戰改變了費斯塔瓷盤的命運。由于鈾被美國政府征用用于曼哈頓計劃，紅色款式的生產被迫中止。雖然其他顏色繼續生產，但缺少標志性紅色的產品線明顯削弱了其市場吸引力。

1951 年推出的費斯塔新色系 圖源：yesterdaysnews

戰后，隨著鈾資源的可獲得性恢復，公司于1959年使用貧化鈾（放射性較低的鈾副產品）重新推出紅色費斯塔瓷盤。這一舉措迎合了消費者的懷舊需求，同時保持了品牌的標志性特色。

1947 年和鈾相關的健康宣傳海報 圖源：yesterdaysnews

1969年，產品線更名為“Fiesta Ironstone”，形狀略作調整，并新增顏色以適應家居裝飾潮流。然而，含鈾釉料的潛在健康風險逐漸引起關注，生產工藝雖有改進，但公眾對放射性物質的認知正在發生變化。

1973年，費斯塔瓷盤因多重因素全面停產，包括對鈾釉料健康風險的擔憂、市場競爭加劇以及美國對含放射性消費品監管的日益嚴格。雖然在1986年后費斯塔瓷盤重新生產，不過此時的紅色瓷器再也沒有任何鈾原料了，含鈾的紅色費斯塔永遠成為歷史。

圖源：Fiesta Factory Direct

那問題來了，含鈾的盤子會有危險嗎？

研究顯示，紅色盤子的鈾含量可達重量20%，約4.5克，輻射暴露率在3-10毫倫琴/小時（mR/h，30-100 μGy/h）。日常使用可能導致每年0.4毫希沃特（mSv）的有效劑量，低于平均背景輻射（約3 mSv/年）。

然而，更大的風險來自鈾浸出到食物中，尤其是在餐具有裂紋或破損時。研究估計，日常使用紅色陶瓷茶杯可能導致嘴唇每年吸收400毫倫琴（4 mSv），手指1200毫倫琴（12 mSv），并可能增加胃腸道腫瘤和癌癥風險。美國環保署建議避免使用 Fiestaware 盛放食物或飲料，以降低健康風險。

回到事件本身，這名學生在網上查到，這類瓷器雖然帶有微量放射性，但已被科學界廣泛用于教學和公眾演示，甚至能作為蓋革計的測試工具。

正在用蓋革計數器測試古董盤子 圖源：youtube

他帶到學校，原本只想給科學老師展示一下實驗結果。他以為那只是一場普通的科學小演示——卻沒想到會引發這么大的風波。

消息傳出后，輿論一度緊張。盡管校方后來澄清，這次疏散是“預防性行為”，現場沒有任何人受傷，檢測也未發現危險暴露，但這位學生是否應當為“帶放射性物質進校園”承擔后果，成了外界關注的焦點。

但幾天后，一封來自科學界的聯名信改變了風向。

由加州大學伯克利分校的核工程研究生Jake Hecla發起，45位來自核能、物理、工程與國家安全領域的科學家聯名上書校方及地方檢察機關，為這位學生發聲。

他們在信中寫道：

“我們堅信，這位學生的行為出于科學探索的興趣，絕不應受到懲罰。費斯塔瓷盤是常見的家用瓷器，它的放射性遠低于危險標準，常用于教育演示。”

這封聯名信 圖源：burlingtoncountytimes

科學家們擔憂，如果對這類行為予以懲罰，反而會打擊青少年對科學的興趣，甚至阻斷他們動手實踐、探索世界的好奇心。

“世界需要更多懷有熱情、愿意動手的年輕工程師和科學家。我們應該鼓勵他們，而不是懲罰他們。”

這封信最終送到了校長Robert Fisicaro手中。雖然他拒絕對信件內容做出回應，但在發給家長的通知中，他確認學校當天確實沒有遭遇任何真正的威脅，疏散是出于謹慎考慮。

最終，檢方并未對這名學生提出任何指控。

參考資料：

[1]《Fiestaware (ca. 1930s) | Museum of Radiation and Radioactivity》

[2]《Systematic Radiological Assessment of Exemptions for Source and Byproduct Materials (NUREG-1717)》

[3] 《Dose Rate Measurements in the Beta-Photon Radiation Field from UO? Pellets and Glazed Ceramics Containing Uranium》（Piesch et al., 1986）

[4]https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/consumer/ceramics/fiestaware.html

[5]https://www.burlingtoncountytimes.com/story/news/2021/01/11/scientists-back-haddon-twp-youth-who-brought-radioactive-plate-school/6625767002/