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Selbstleuchtendes Material
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstleuchtendes Material, das ein mit absorbiertem Tritium be- ladenes Metall, wie Titan, Zirkon, Cer, Thorium, Tantal, Vanadium, Palladium, Platin und/oder Nik- kel, und einen mit diesem in enger Berührung stehenden - vorzugsweise anorganischen - Leuchtstoff ent- hält, der von der ss-Strahlung des Tritiums angeregt wird, wie Zinksilikat, Cadmium-Magnesiumsilikat,
Magnesium-Aluminiumsilikat, Zinksulfid, Cadmiumsulfid oder Mischsulfide, Zinkorthophosphat, Sele- nide und/oder Wolframate.
An Stelle von Tritium sind zur Verwendung in Leuchtstofflampen auch schon andere Isotope vorge- schlagen worden, wie z. B. Krypton 85, Promethium 147, Thallium 204 oder Strontium 90. Alle diese
Stoffe sind jedoch mit grossen Nachteilen behaftet, da sie entweder neben der ss-Strahlung noch eine schwer abzuschirmende y-Strahlung aufweisen oder so gefährlich sind, dass ihre Verwendung in Lampen sehr grosse Vorsichtsmassnahmen erfordern würde oder weil ihre spezifische Aktivität zu gering ist. Tri- tium dagegen sendet keine y-Strahlung aus, besitzt die beachtliche Aktivität von 2,5 Curie ! cm3 bei At- mosphärendruck und die sehr günstige Halbwertzeit von 12, 3 Jahren.
Die vom Tritium ausgehenden Elek- tronen haben jedoch nur die verhältnismässig geringe Energie von maximal 18 keV und damit auch nur eine sehr geringe Reichweite beim Durchgang durch Materie, z. B. auch durch das Tritiumgas selbst.
Zur Schaffung eines Tritiumleuchtstoffes mit guter Lichtausbeute und brauchbarer Leuchtdichte ist es deshalb notwendig, die Tritium-Moleküle bzw. Atome in engen Kontakt mit dem Leuchtstoff zu bringen, um zu bewirken, dass ein möglichst grosser Anteil der Energie der 0-Strahlung an die Leuchtstoffpartikel abgegeben wird.
Hiezu ist es bereits bekannt, den Leuchtstoff mit einer Tritium-Verbindung, z. B. einem tritierten Kunstharz, zu mischen. Eine solche Tritiumverbindung kann entweder aus einer geeigneten organischen Verbindung, z. B. einer Kohlenwasserstoffverbindung, hergestellt werden, indem ein Teil der H-Atome durch T-Atome ausgetauscht wird, oder es kann die Verbindung mittels Tritiumgas oder einer andern leicht zugänglichen Tritiumverbindung, z. B. T20 oder Tritiumhalogenid, synthetisiert werden. Während im ersten Falle nur Verbindungen mit sehr geringer Aktivität gewonnen werden, erfordert die Herstellung von festen chemischen Verbindungen mit radioaktiven Stoffen erhöhte Vorsichtsmassnahmen und einen höheren Aufwand.
Weiter ist bekannt, das Tritium als Bestandteil des Leuchtstoffes selbst einzubauen, wobei man aber in der Auswahl des Leuchtstoffes praktisch auf organische Stoffe beschränkt ist, die erfahrungsgemäss nicht so stabil sind wie anorganische Leuchtstoffe und deren Lichtausbeute durch die zerstörende Wirkung der radioaktiven Strahlung meist recht schnell nachlässt. Ferner ist bereits bekannt, Tritium in Entladungsröhren mit radioaktiver Zündhilfe in einer Metallschicht, z. B. in Zirkonium, zu absorbieren und diese Methode ist auch schon für selbstleuchtende Leuchtstofflampen beschrieben, wobei der Leuchtstoff eine dünne Metallschicht trägt, in der Tritium absorbiert ist.
Diese Anordnung hat den Nachteil, dass in der dünnen Metallschicht nur geringe Mengen Tritium absorbiert werden können und dass nur die nach einer Seite hin austretende Strahlung auf den Leuchtstoff trifft und somit über die Hälfte der ss-Strahlen nicht zur Anregung des Leuchtstoffes ausgenutzt wird.
Diese Nachteile lassen sich beheben, wenn erfindungsgemäss das mit absorbiertem Tritium beladene Metall feinpulverige Beschaffenheit mit einer Korngrösse unter 5 li aufweist und mit dem in einer Korngrösse von im wesentlichen unter 25 li vorliegenden Leuchtstoff innig vermengt ist. Die Mischung der
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Leuchtstoffteilchen mit dem mit Tritium beladenen Metallpulver erfolgt mechanisch in einem von Hand aus oder maschinell bewegten Schüttelgefäss. In manchen Fällen kann es sich empfehlen, die Leuchtstoffmischung auf ein mit Tritium beladenes Metall, z. B. auf eine dünne Folie von vorzugsweise unterhalb 10 u liegender Dicke aufzubringen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dem Leuchtstoff neben dem Gettermetall für Tritium noch eine transparente organische Verbindung, vorzugsweise einen Kohlenwasserstoff, zuzusetzen, deren H-Atome sämtlich oder zum Teil gegen T-Atome ausgetauscht sind. Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass Leuchtstoffpartikel und mit Tritium beladene Metallkörner in dem organischen Material eingebettet und von diesem allseitig umhüllt sind und aus einem Metallkorn etwa entweichendes Tritium nicht aus der Leuchtstoffschicht herausdiffundieren kann.
Zweckmässig wird das Gemisch aus Leuchtstoff- und Metallkörnern im flüssigen Monomer des Einbet- tungsmittels, z. B. in Styrol, suspendiert, also gleichförmig verteilt und hierauf die Polymerisation, z. B. des Styrols zu festem Polystyrol, durchgeführt. Grundsätzlich sind alle durch ss-Strahlen anregbaren Leuchtstoffe zum Aufbau des erfindungsgemässen selbstleuchtenden Materials brauchbar. Zur Erzielung besonderer Emissionsverteilungen können mehrere getrennte, verschiedene Leuchtstoffe und Metallpulver, das mit Tritium beladen ist, enthaltende Schichten über- oder nebeneinander angeordnet werden.
Erfindungsgemäss erfolgt die Beladung des Gettermetalls mit Tritium a) durch Elektrolyse. Ein geeignetes Verfahren besteht darin, das Gettermetall als Kathode eines elektrolytischen Prozesses zu verwenden, wobei Tritium als Kation auftritt ; b) durch Tritieren des Gettermetalls oder Metallpulvers in einer Vakuumapparatur mit Tritiumgas, c) durch Dehydrieren des Gettermetallhydrids beliebiger Form, z. B. Folien oder Pulver, im Hochvakuum und anschliessendes Tritieren des dehydrierten Gettermetalls mit Tritiumgas, wobei sich ein besonders feinkörniges Material erzielen lässt. Die auf diese Weise geschaffenen, besonders aktiven inneren und äusseren Oberflächen weisen eine extrem gute Getterfähigkeit auf.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. 1 ist eine plattenförmige beidseitig selbstleuchtende Leuchtstofflampe im Schnitt dargestellt.
Fig. 2 zeigt die Anordnung derartiger Leuchtplatten zur Anzeige der Schaltstellung eines Schalters im Dunkeln. Fig. 3 stellt eine kolbenförmige selbstleuchtende Leuchtstofflampe dar.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Stahlblechplatte bezeichnet, die auf beiden Flächen mit einer weissen Emailschicht 2 belegt ist. Auf die Emailschichten ist die selbstleuchtende Schicht aufgebracht, die aus aus Kunstharz 3 besteht, in das Leuchtstoffteilchen 4 und tritiertes Gettermetallpulver 5 eingebettet sind.
Das von der Leuchtstoffschicht emittierte Licht tritt entweder direkt aus der Leuchtplatte aus oder wird von der Oberfläche der emaillierten Trägerplatte reflektiert. In manchen Fällen ist es zweckmässig, statt einer einseitig oder doppelseitig mit Leuchtstoffschicht belegten Platte eine Leuchtstoffschicht zwischen zwei durchsichtigen Platten aus Glas oder einem geeigneten Kunststoff anzuordnen. Es hat sich gezeigt, dass es günstig ist, die Zahl der Leuchtstoffteilchen beträchtlich grösser zu wählen als die Zahl der Metallteilchen. Bei einer zu starken Erhöhung des Metallanteiles besteht die Gefahr, dass zu viele ss-Strahlen von den Metallteilchen absorbiert werden, anstatt den Leuchtstoff anzuregen.
Die in Fig. l dargestellte Platte ist noch mit einer Schutzschicht 6 versehen, die aus Glas oder einem geeigneten Kunststoff ausgeführt sein kann.
Das sich plattenförmige Leuchtstofflampen besonders zur Anzeige von Nummern, Buchstaben, Symbolen u. ähnl. in dunklen Räumen oder in verdunkelten Führerständen von Fahrzeugen aller Art eignen, ist in Fig. 2 die Verwendung einer solchen Platte zur Anzeige der im Dunkeln abzulesenden Schaltstel- lung des Schalters 7 als Beispiel gezeigt. Entsprechend der Schaltstellung erscheint am Fenster 8 ein i selbstleuchtendes Symbol, welches durch Abdecken des übrigen Teils eines Leuchtplattenringes durch eine mit dem Schaltknopf drehbare Schablone freigegeben wird.
Es ist auch möglich, die verschiedenen Schaltstellungen durch verschiedenfarbig selbstleuchtende
Platten anzuzeigen, indem für die verschiedenen Platten entsprechende Leuchtstoffe oder Leuchtstoffge- mische verwendet werden. Es kann aber auch der Leuchtstoffbelag selbst so angebracht sein, dass nur die
Symbole leuchten, oder es kann die ganze Fläche des Fensters 8 mit Ausnahme der sich dunkel abheben- den Symbole leuchten.
Die in Fig. 3 gezeigte Leuchtstofflampe wurde durch Zusammenschmelzen des Aussenkolbens 9 mit dem Innenkolben 10 hergestellt. Die Innenfläche des Aussenkolbens 9 und die Aussenfläche des Innenkol- bens 10 sind mit einer Schicht 11 aus einem Gemisch von Leuchtstoff und tritiertem Metallpulver in be- kannter Weise versehen, derart, dass sich beide Leuchtstoffschichten nach dem Zusammenschmelzen im
Inneren des doppelwandigen Glaskolbens befinden. Der Raum 12 zwischen beiden Kolben kann durch ent-
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