Тритий радиолюминесценция является использование газообразного трития , радиоактивный изотоп из водорода , чтобы создать видимый свет. Тритий излучает электроны посредством бета-распада, и, когда они взаимодействуют с люминофором, свет излучается в процессе фосфоресценции . Общий процесс использования радиоактивного материала для возбуждения люминофора и, в конечном итоге, генерации света называется радиолюминесценцией . Поскольку для тритиевого освещения не требуется электроэнергия, оно нашло широкое применение в таких приложениях, как знаки аварийного выхода., подсветка наручных часов и портативные, но очень надежные источники света низкой интенсивности, которые не ухудшают ночное зрение человека. Прицелы для ночного использования и небольшие фонари (которые должны быть более надежными, чем фонари с батарейным питанием, но при этом не мешать ночному видению или быть достаточно яркими, чтобы легко выдавать ваше местоположение), используемые в основном военнослужащими, подпадают под последнее применение.
История [ править ]
В 1953 году было обнаружено, что тритий является идеальным источником энергии для самосветящихся соединений, и эта идея была запатентована Эдвардом Шапиро 29 октября 1953 года в США (2749251 - Источник светимости). [1]
Дизайн [ править ]
Освещение тритием производится с помощью стеклянных трубок со слоем люминофора внутри и газообразного трития внутри трубки. Такая трубка известна как «газообразный тритиевый источник света» (GTLS) или бета-свет (поскольку тритий подвергается бета-распаду ).
Тритий в газообразном тритиевом источнике света подвергается бета-распаду , высвобождая электроны, которые вызывают фосфоресценцию слоя люминофора . [ необходима цитата ]
Во время изготовления отрезок трубки из боросиликатного стекла , внутренняя поверхность которого покрыта люминофорсодержащим материалом, заполняется радиоактивным тритием. Затем трубку запаивают на желаемой длине с помощью углекислотного лазера . Боросиликат предпочтителен из-за его прочности и устойчивости к разрушению. В трубке тритий испускает постоянный поток электронов из-за бета-распада. Эти частицы возбуждают люминофор, заставляя его излучать слабое устойчивое свечение.
Тритий - не единственный материал, который можно использовать для автономного освещения. Радий использовался для изготовления самосветящейся краски с начала ХХ века примерно до 1970 года. Прометий ненадолго заменил радий в качестве источника излучения. Тритий - единственный источник излучения, используемый сегодня в радиолюминесцентных источниках света.
Для получения света разных цветов можно использовать различные препараты люминофорного соединения. Некоторые из цветов, которые были произведены в дополнение к обычным люминофорам, - это зеленый, красный, синий, желтый, фиолетовый, оранжевый и белый.
GTLS, используемые в часах, излучают небольшое количество света: недостаточно, чтобы быть видимым при дневном свете, но видимым в темноте с расстояния нескольких метров. В среднем такие GTLS имеют срок полезного использования 10–20 лет. Поскольку это нестабильный изотоп с периодом полураспада 12,32 года, уровень бета-выбросов за этот период снижается вдвое. Кроме того, деградация люминофора приведет к падению яркости тритиевой трубки более чем наполовину за этот период. Чем больше трития изначально помещено в трубку, тем она ярче и тем дольше срок ее службы. Знаки выхода трития обычно бывают трех уровней яркости с гарантированным сроком службы 10, 15 или 20 лет. [2] Разница между знаками заключается в том, сколько трития устанавливает производитель.
Свет, излучаемый GTLS, различается по цвету и размеру. Зеленый обычно кажется самым ярким цветом, а красный - наименее ярким. Размеры варьируются от крошечных трубок, достаточно маленьких, чтобы поместиться на руке часов, до трубок размером с карандаш. Большие трубки (диаметром 5 мм и длиной до 100 мм) обычно встречаются только в зеленом цвете, и, как ни странно, они могут быть не такими яркими, как стандартный тритий размером 22,5 × 3 мм; этот меньший размер обычно самый яркий и используется в основном в имеющихся в продаже связках для ключей. [ необходима цитата ]
Использует [ редактировать ]
Эти источники света чаще всего рассматриваются как «постоянное» освещение стрелок наручных часов, предназначенных для дайвинга, ночного или боевого использования. Они также используются в светящихся цепочках для ключей новинок и в самосветящихся знаках выхода . Военные предпочитают их для приложений, в которых источник питания может быть недоступен, например, для шкал приборов в самолетах, компасов и прицелов для оружия.
Тритиевые лампы или бета-лампы раньше были [ когда? ] используется в рыболовных приманках. В некоторых фонариках есть прорези для флаконов с тритием, чтобы фонарик можно было легко найти в темноте.
Тритий используется для освещения прицелов некоторых видов стрелкового оружия. Визир на SA80 оптическом «ы SUSAT зрения, а также ЛПС 4x6 ° Tip2 Телескопический прицел из PSL винтовки , содержит небольшое количество трития для того же эффект , как пример использования трития на винтовку поле зрения. Электроны, испускаемые радиоактивным распадом трития, вызывают свечение люминофора , обеспечивая длительный (несколько лет) вид огнестрельного оружия без батарейного питания, который виден в условиях тусклого освещения. Однако свечение трития не заметно при ярком освещении, например, при дневном свете. В результате некоторые производители начали интегрировать оптоволоконные кабели. прицельные приспособления с тритиевыми ампулами для обеспечения яркости и контрастности прицелов огнестрельного оружия как при ярком, так и при тусклом свете.
Безопасность [ править ]
Хотя эти устройства содержат радиоактивное вещество, в настоящее время считается, что автономное освещение не представляет серьезной проблемы для здоровья. Доклад 2007 по правительству Великобритании Агентства по охране здоровья Консультативной группы по ионизирующей радиации объявил риски для здоровья воздействия трития быть вдвое больше, чем ранее установленным Международной комиссией по радиологической защите , [3] , но инкапсулированные тритий осветительных приборов, как правило , принимая форму светящаяся стеклянная трубка, встроенная в толстый блок из прозрачного пластика, предотвращает воздействие трития на пользователя, если только устройство не разобьется.
Тритий не представляет угрозы внешнего бета-излучения при инкапсулировании в непроницаемые для водорода контейнеры из-за его низкой глубины проникновения, которая недостаточна для проникновения через неповрежденную кожу человека. Однако устройства GTLS излучают низкие уровни рентгеновского излучения из-за тормозного излучения . [4] Согласно докладу Организации экономического сотрудничества и развития , [5]любое внешнее излучение от газообразного тритиевого осветительного прибора происходит исключительно за счет тормозного излучения, обычно в диапазоне 8–14 кэВ. Мощность дозы тормозного излучения не может быть рассчитана исходя из свойств одного только трития, поскольку мощность дозы и эффективная энергия зависят от формы защитной оболочки. Голая цилиндрическая пробирка GLTS, изготовленная из стекла толщиной 0,1 мм, длиной 10 мм и диаметром 0,5 мм, обеспечит мощность дозы на поверхности 100 миллирад в час на кюри. Если бы вместо этого тот же флакон был изготовлен из стекла толщиной 1 мм и заключен в пластиковое покрытие толщиной 2–3 мм, GLTS обеспечит мощность дозы на поверхности 1 миллирад в час на кюри. Мощность дозы, измеренная с расстояния 10 мм, будет на два порядка ниже, чем измеренная мощность дозы на поверхности. Учитывая, что толщина фотонного излучения 10 кэВ в воде с половинной величиной составляет около 1.4 мм ослабление, обеспечиваемое тканями, покрывающими кроветворные органы, является значительным.
Основная опасность от трития возникает при его вдыхании, проглатывании, инъекции или всасывании в организм. Это приводит к поглощению испускаемого излучения в относительно небольшой области тела, опять же из-за малой глубины проникновения. Биологический период полураспада трития - время, необходимое для половины с проглоченной дозы быть исключен из тела - низкий, всего 12 дней. Выведение трития можно еще больше ускорить, увеличив потребление воды до 3-4 литров в день. [6] Прямое кратковременное воздействие малых количеств трития в большинстве случаев безвредно. Если тритиевая трубка сломалась, нужно покинуть это место и дать газу диффундировать в воздух. Тритий естественным образом присутствует в окружающей среде, но в очень небольших количествах.
Законодательство [ править ]
Поскольку тритий используется в оружии ускоренного деления и термоядерном оружии (хотя в количествах в несколько тысяч раз больше, чем в брелке), потребительские и защитные устройства, содержащие тритий, для использования в Соединенных Штатах, подлежат определенному владению, перепродаже, утилизации и использованию. ограничения. В США такие устройства, как самосветящиеся указатели выхода, манометры, наручные часы и т. Д., Которые содержат небольшое количество трития, находятся под юрисдикцией Комиссии по ядерному регулированию и регулируются правилами владения, распространения, а также импорта и экспорта, установленными в 10 CFRДетали, 30, 32 и 110. В некоторых штатах на них также распространяются правила владения, использования и утилизации. Светящиеся продукты, содержащие больше трития, чем необходимо для наручных часов, не так широко доступны в розничных магазинах США. [ необходима цитата ]
Они легко продаются и используются в Великобритании и США. Они регулируются в Англии и Уэльсе отделами по гигиене окружающей среды местных советов. [ необходима цитата ] В Австралии продукты, содержащие тритий, не подлежат лицензированию, если они содержат менее 1 × 10 6 беккерелей на грамм (2,7 × 10 -5 Ки / г) трития и имеют общую активность менее 1 × 10 9 беккерелей (0,027 Ci), за исключением устройств безопасности, где предел составляет 74 × 10 9 беккерелей (2,0 Ки) общей активности. [7]
См. Также [ править ]
- Список источников света
- Radium Girls
Ссылки [ править ]
- ^ Pereztroika Хосе (2019-11-30). «Luminor 2020: развенчание вымышленной истории Panerai о люме на основе трития» . perezcope.com (блог).
- ^ "Самосветящиеся вывески" (PDF) . Пожарная служба США. Techtalk . Vol. 1 шт. 1. Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям ( FEMA ). Июль 2009 . Проверено 13 декабря 2020 .
- ^ «Консультации по рискам, связанным с тритием» (пресс-релиз). Заявление HPA для прессы. Соединенное Королевство: Агентство по охране здоровья . 29 ноября 2007 года Архивировано из оригинала 2 декабря 2007 года . Проверено 5 февраля 2011 года .
- ^ «Газообразные тритиевые источники света (GTLS) и газообразные тритиевые осветительные приборы (GTLD)» (PDF) . Справочник по радиационной безопасности. Министерство обороны (Великобритания) . Май 2009. JSP 392.
- ^ «Решения о принятии стандартов радиационной защиты для газообразных тритиевых легких устройств» (PDF) . ОЭСР . ОЭСР Правовые инструменты: 15. 24 июля 1973 . Дата обращения 19 февраля 2020 .
- ^ "Паспорт безопасности нуклида водорода-3" (PDF) . www.ehso.emory.edu . Архивировано из оригинального (PDF) августа 2006 года . Проверено 9 ноября 2006 .
- ^ "www.legislation.gov.au" . Австралийский по радиационной защите и Правила ядерной безопасности 1999 года . Проверено 1 ноября 2017 .
Внешние ссылки [ править ]
- Очистка сломанного знака трития
- Радиолюминесцентные изделия
- Luminor 2020 - развенчание вымышленной истории Panerai о люме на основе трития (Perezcope.com)
