Оглавление | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
Химия и Химики № 1 2018 Журнал Химиков-Энтузиастов |
Измерительные приборы с люминофорами Measuring instruments with phosphors В.Н. Витер |
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Чтобы показания измерительных приборов были видны в темноте, на них иногда наносят люминофоры. В одних случаях - только на стрелки и на деления шкалы, в других - на всю шкалу. Какой люминофор? - Тут тоже возможны варианты. Есть люминофоры без "внутренних источников энергии", но с длительным послесвечением - они дают свечение после того, как их выдержали некоторое время на свету. К таким люминофорам относится, например, сульфид цинка, активированный медью.
В часах, компасах, вольтметрах, амперметрах, авиационных приборах и др. длительное время применялись люминофоры с добавкой радиоактивных элементов. Такие люминофоры светятся за счет поглощения кристаллической решеткой энергии радиоактивного излучения с последующим испусканием ее в форме видимого света. Такие приборы не требуют активации на свету. В качестве примера радиоактивных добавок можно привести радий и тритий (вспомните китайские светящиеся брелки с тритием). Часы со стрелками и циферблатом, на которые нанесена содержащая радий краска, были популярны в первой половине прошлого века - когда люди еще не осознавали опасность радиоактивного излучения. Если радий чистый, - казалось бы, нет ничего страшного: все изотопы радия дают альфа- или бета-излучение. Самый долгоживущий изотоп радия - Ra-226 (период полураспада около 1620 лет) - альфа-активен. И альфа- и бета-частицы полностью поглощаются стеклом часов или других приборов (это не гамма-излучение). Но защитное стекло имеет свойство время от времени биться или слетать. Кроме того, чтобы краска с радием попала на циферблат, - ее нужно сначала нанести. А наносили краску вручную. В США появилось даже специфическое название для работниц, которые наносили советосоставы с радием на часы и др. приборы - Radium Girls ("радиевые девушки"). Уже сам по себе контакт с такой краской опасен, но "радиевые девушки", чтобы заострить кончики кисточек, облизывали их. Такая практика была типична при тонких работах по нанесению краски. Горе в том, что в процессе работы женщины постоянно глотали краску с радием. Этого количества часто оказывалось достаточно, чтобы заработать лучевую болезнь. В результате "радиевые девушки" стали массово болеть и умирать. |
Radium Girls ("радиевые девушки") |
К сожалению, эта карикатура не так далека от истины |
Проблему лучевой болезни среди работниц, которые наносят радиевую краску, можно было решить, ужесточив соблюдение техники безопасности, а также - внедрением автоматизации. Но была и другая проблема (на этот раз не социального, а физического характера): часы, компасы и другие приборы с содержащим радий люминофором со временем переставали светиться. Как уже отмечалось, период полураспада радия-226 - более полутора тысяч лет, однако кристаллическая решетка люминофора разрушалась радиоактивным излучением гораздо раньше - за годы. В результате люминофор терял способность излучать свет.
Если вы думаете, что люди умирали от отравления радием только далекой в Америке, - вы ошибаетесь. В СССР до 1960-70 гг. выпускали часы, компасы, вольтметры, амперметры, высотомеры и др. измерительные приборы, в которых использовалась т.н. "светомасса постоянного действия" (СПД), которая содержала соли радия (Ra-226). Сколько умерло людей на заводах, которые занимались выпуском приборов с радиоактивными люминофорами, можно только догадываться. В СССР никогда не ценили человеческую жизнь и хорошо умели скрывать даже миллионные потери. А тут счет, по-видимому, шел на десятки и сотни (жизней). Некоторые из этих изделий дожили до наших дней. Люминофор в них уже разрушился, но радий все еще продолжает излучать альфа-частицы в окружающее пространство. |
После 1970 гг. радиоактивную СПД начали заменять на СВД ("светомасса временного действия") - она представляла собой "обычный" люминофор, который светится после облучения его видимым светом, и особенно - ультрафиолетовыми лучами.
Коллега купил на "блошином рынке" вольтметр и часы с люминофором - в надежде, что они содержат радиоактивную краску. Надежды не оправдались: дозиметр на эти приборы не реагирует, а свечение после помещения приборов в темноту быстро угасает. В вольтметре люминофор содержит краска, нанесенная на фон шкалы, в часах люминофором покрыты только стрелки, а также - цифры и деления циферблата. Если ярко осветить шкалу вольтметра и часов, а затем выключить свет, то первые несколько секунд в темноте наблюдается яркое свечение, которое затем угасает: сначала резко, потом - постепенно. Уже через минуту свечение становится тусклым. К сожалению, на видео это тусклое свечение часто вообще не заметно. Если часть циферблата часов во время освещения была затенена, после выключения света она светится гораздо более тускло и угасает быстрее. Позже узнал, что означает буква "В" на циферблате часов - она указывает, что в подсветке используется нерадиоактивная светонакопительная масса временного действия. |
Измерительные приборы с люминофорами Measuring instruments with phosphors |