Радиолюминесценция трития

редактировать

Радиолюминесценция <Флаконы с тритием размером 6 на 0,2 дюйма (152,4 мм × 5,1 мм) размером 72>1,8- кюри (67 ГБк ) представляют собой заполненные газом тритием тонкие стеклянные пузырьки с покрытыми внутренними поверхностями. с люминофором.

Радиолюминесценция трития - это использование газообразного трития, радиоактивного изотопа водорода, для создания видимого света. Тритий испускает электроны через бета-распад, и, когда они взаимодействуют с люминофорным материалом, свет излучается в процессе фосфоресценции. Общий процесс использования радиоактивного материала для возбуждения люминофора и, в конечном итоге, генерации света называется радиолюминесценцией. Поскольку тритиевое освещение не требует электроэнергии, оно нашло широкое применение в таких приложениях, как знаки аварийного выхода, освещение наручных часов и портативных, но очень надежных источников 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 не мешать ночному видению или быть достаточно яркими, чтобы легко выдавать местоположение), используемые в основном военнослужащими, подпадают под последнее применение.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Дизайн
  • 3 Использование
  • 4 Безопасность
  • 5 Законодательство
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

История

Тритий был признан идеальным источником энергии для самосветящихся соединений в 1953 г., и идея была запатентована Эдвардом Шапиро 29 октября 1953 г. в США (2749251 - Источник светимости).

Конструкция

Радиолюминесцентные брелки

Тритиевое освещение производится с использованием стеклянных трубок со слоем люминофора в них и газом тритием 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 фосфоресцирование слоя люминофора.

Во время производства длина боросиликатного стекла трубка, внутренняя поверхность которой покрыта материалом, содержащим люминофор, заполнена 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 первых лет 20 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 разных цветов света 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 , равным 12,32 года, скорость бета-выбросов за этот период снижается вдвое. Кроме того, деградация люминофора приведет к снижению 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. Разница между знаками заключается в том, сколько трития устанавливает производитель.

Свет, излучаемый GTLS, различается по цвету и размеру. Зеленый обычно выглядит 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 x 3 мм; этот меньший размер обычно является самым ярким и используется в основном в имеющихся в продаже брелках.

Использует

циферблат с «постоянной» подсветкой. Ночные прицелы для пистолетов с тритиевой подсветкой на FN Five- семь

Эти источники света чаще всего рассматриваются как «постоянное» освещение стрелок наручных часов, предназначенных для дайвинга, ночного или боевого использования. Они также используются в светящихся новинках брелков и в самосветящихся знаках выхода. Военные предпочитают их для приложений, где источник питания может быть недоступен, например, для приборов циферблатов в самолетах, компасов и прицелов для оружия.

Тритиевые или бета-огни раньше использовались в рыболовных приманках. В некоторых фонариках есть прорези для флаконов с тритием , так что фонарик можно легко найти в темноте.

Тритий используется для освещения прицелов некоторых стрелкового оружия. Прицельная сетка на оптическом прицеле SUSAT на SA80, а также в оптическом прицеле LPS 4x6 ° TIP2 винтовки PSL содержит небольшое количество трития для того же эффекта, что и в примере использования трития в прицеле. Электроны, испускаемые радиоактивным распадом трития, вызывают свечение люминофора, обеспечивая, таким образом, долговечный (несколько лет) прицел для огнестрельного оружия без батарейного питания, который виден в условиях тусклого освещения. Однако свечение трития не заметно в ярких условиях, например, днем. В результате некоторые производители начали интегрировать оптоволоконные прицелы с тритиевыми пробирками, чтобы обеспечить яркие и высококонтрастные прицелы как при ярком, так и при тусклом свете.

Безопасность

Самосветящийся знак выхода, содержащий трубки с тритием

Хотя эти устройства содержат радиоактивное вещество, в настоящее время считается, что автономное освещение не представляет серьезной проблемы для здоровья. В отчете 2007 года правительственной консультативной группы по ионизирующей радиации Агентства по охране здоровья правительства Великобритании говорится, что риски для здоровья от воздействия трития в два раза выше, чем ранее установленные Международной комиссией по радиологической защите, но инкапсулированы. Тритиевые осветительные устройства, обычно представляющие собой светящуюся стеклянную трубку, встроенную в толстый блок прозрачного пластика, вообще предотвращают воздействие трития на пользователя, если только устройство не будет сломано.

Тритий не представляет угрозы внешнего бета-излучения при заключении 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. Согласно отчету Организации экономического сотрудничества и развития, любое внешнее излучение от газообразного тритиевого осветительного прибора происходит исключительно за счет тормозного излучения, обычно в диапазоне 8-14 кэВ. Мощность дозы тормозного излучения невозможно рассчитать 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 тот же флакон был изготовлен из стекла толщиной 1 мм и был заключен в пластиковое покрытие толщиной 2–3 мм, GLTS обеспечил бы 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 половинной величины фотонного излучения с энергией 10 кэВ в воде составляет около 0,14 см, ослабление, обеспечиваемое тканями, покрывающими кроветворные органы, является значительным.

Основная опасность трития возникает, если он вдыхается, проглатывается, вводится или всасывается 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 вывода из организма половины принятой дозы - невелик и составляет всего 12 дней. Выведение трития можно еще больше ускорить, увеличив потребление воды до 3-4 литров в день. Прямое краткосрочное воздействие малых количеств трития в большинстве случаев безвредно. Если тритиевая трубка сломалась, нужно покинуть это место и позволить газу диффундировать в воздух. Тритий естественным образом присутствует в окружающей среде, но в очень малых количествах.

Законодательство

Поскольку тритий используется в ядерном оружии с усиленной реакцией и термоядерном оружии (хотя в количествах в несколько тысяч раз больше, чем в связке ключей), потребительские и защитные устройства, содержащие тритий, предназначенные для использования в США, подлежат определенным ограничениям на владение, перепродажу, утилизацию и использование. В США такие устройства, как самосветящиеся указатели выхода, измерительные приборы, наручные часы и т. Д., Содержащие небольшое количество трития, находятся под юрисдикцией Комиссии по ядерному регулированию и подлежат хранению, распространению и правила импорта и экспорта, содержащиеся в разделах 10 CFR, 30, 32 и 110. Они также подпадают под действие правил владения, использования и утилизации в определенных штатах. Светящиеся продукты, содержащие больше трития, чем необходимо для наручных часов, не так широко доступны в розничных магазинах США.

Они легко продаются и используются в Великобритании и США. Они регулируются в Англии и Уэльсе отделами по гигиене окружающей среды местных советов. Тритиевое освещение разрешено использовать в Австралии в целях безопасности (например, освещение аварийных выходов), но строго регулируется.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 12:00:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте