Неорганические люминофоры - Казгикин О.Н.
Скачать (прямая ссылка):
И Заказ 44
ГЛАВА VIII
СВЕТОСОСТАВЫ ПОСТОЯННОГО ДЕЙСТВИЯ
Свойство люминофоров возбуждаться радиоактивным излучением используется в технике уже давно для изготовления самосветящихся радиоактивных красок, которые часто называют светосоставами постоянного действия (СПД). Области их применения весьма разнообразны и определяются необходимостью в различного рода сигнальных и индикаторных устройствах, световых знаках, которые не требуют источников внешнего возбуждения. До открытия искусственных радиоактивных изотопов в самосветящихся красках в качестве источника возбуждения использовали исключительно соли естественных радиоактивных препаратов — радия и мезотория (вернее продукта его распада — радиотория). Однако такие светосоставы имеют два существенных недостатка: первый — большая биологическая вредность, обусловленная радиоактивным излучением; второй — быстрое снижение яркости свечения радиоактивных светящихся красок с течением времени. Оно объясняется разрушающим действием а-частиц на вещество основы люминофора, в результате которого уже примерно через год яркость свечения радиоактивных красок снижается наполовину.
В связи с этим в последнее время для изготовления СПД успешно применяют искусственные радиоактивные препараты, в особенности такие чистые 6-излучатели, как 147рт и 3Н(Т). Преимущество использования 6-излучателей заключается в том, что их излучение (электроны с различной энергией) легко задерживается даже тонкими защитными слоями и экранами и в значительно меньшем разрушающем действии их на основу люминофора.
?111.1. СВЕТОСОСТАВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В этих светосоставах в качестве возбудителя люминесценции применяют радий (период полураспада наиболее долгоживущего изотопа 22бВа составляет 1617 лет) или смесь мезотория (Тх^ = 6,7 года) с радиоторием (7*,^ =
= 1,9 года).
Под действием а-частиц люминесцирует большое количество различных светосоставов, но наилучшие результаты дает сульфид цинка, активированный Си. В СССР применяют главным образом светосостав ФК-106, представляющий собой крупнозернистый люминофор с зеленым свечением (см. рис. IV.20, стр. 93).
Приготовление светосостава заключается во внесении радиоактивного вещества в люминофор. Соли радия вводят в люминофор в количестве 5—200 мг на 1 кг ZnS. Для этой цели обычно употребляют водные растворы бромидов радия. После перемешивания люминофора с раствором соли (следует помнить, что от тщательности проведения этого простого процесса зависит качество СПД) бромиды переводят в нерастворимые сульфаты путем обработки раствором сульфата аммония. Затем полученную массу выпаривают и сушат. Все указанные операции должны проводиться в специальных боксах при соблюдении всех необходимых мер радиационной защиты.
162
В СССР выпускаются три марки СПД — г, з и ФК-102П. В соответствии с техническими условиями, светосоставы «г» и «з» должны отвечать следующим требованиям:
быть зеленовато-желтого цвета с зеленым свечением в темноте;
быть сухими (влажность — не более 0,15%) и без комков;
яркость свечения светосоставов должна составлять (в кд-м~2), не менее
Марка СПД Начальная Через 1 год Через 2 года Через 3 года
г 0,02—0,03 0,018 0,017 0,017
з 0,06—0,08 0,034 0,027 0,019
Свечение ФК-102П — красновато-оранжевое.
При использовании СПД для изготовления самосветящихся знаков и надписей используют различные прозрачные лаки, как, например, даммаровый лак (раствор светлой даммаровой смолы в ксилоле), метилметакрилат, поли стироловый лак, лак БМК, лаки на основе эпоксидных смол и т. д. Так как с увеличением количества связующего существенно снижается яркость свечения краски, то связующего следует брать как можно меньше, но достаточно для получения прочного покрытия. Так, на 1 г даммарового лака берется ~- 2 г СПД. Интенсивность свечения покрытий на 10—20% меньше, чем свечение самого порошка светосостава. Количество СПД, необходимое для изтотовления светящихся покрытий, составляет ~ 0,5 г на 1 см2 поверхности.
?111.2. СВЕТОСОСТАВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ В-ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ (ТАБЛ. ?111.1)
Исследования, проведенные в различных странах, показали, что все перечисленные изотопы пригодны для изготовления светосоставов постоянного действия. Однако широкое распространение получили только прометий и тритий.
Таблица VIII .1
Наиболее практически важные 6«излучатели
Изотоп Период полураспада, годы Максимальная энергия Р-частиц, МэВ Толщина необходимой защиты (стекло), мм
воэг/воу 29 2,6 9,0
85КГ 9,4 0,80 3,0
204X1 4,0 0.76 3,0
147рш 2,65 0,22 1,5
14С 5568 0,154 1.5
зН (тритий) 12,43 0.018 0,24
Изотопы стронция применяют ограниченно из-за сильной биологической вредности. При использовании криптона возникают трудности, связанные с тем, что практически всегда ему сопутствуют примеси, обладающие интенсивным у-излучением. Соли таллия образуют темноокрашенные сульфиды при контакте с люминофором на основе гпБ, а изотоп 14С пригоден только для источников света низкой интенсивности, так как его удельная активность мала из-за большого периода полураспада.
