CN109386801A - 一种无放射源无外部能量的照明装置 - Google Patents

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以恒冠
李强
唐智辉
韦应靖
王勇
陈立
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    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/06—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect flashing, e.g. with rotating reflector or light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K2/00—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence
    • F21K2/06—Non-electric light sources using luminescence; Light sources using electrochemiluminescence using chemiluminescence

Abstract

本发明属于核技术应用领域，具体涉及一种无放射源无外部能量的照明装置，其中包括外部设有透明层(103)的发光体(101)，所述发光体(101)由闪烁体构成，所述闪烁体的闪烁频率大于等于1％，能够在宇宙射线的照射下发光。采用本发明所提供的照明装置，无需外部能量即可发光照明，经济节能；可用于外部能量无法长期供应的场所照明使用；可用于需要长期照明的场所使用；不存在漏电、起火等隐患，安全性高。

Description

一种无放射源无外部能量的照明装置
技术领域
本发明属于核技术应用领域，具体涉及一种无放射源无外部能量的照明装置。
背景技术
在高能粒子或射线(如中子、X射线、γ射线等)激发下发出脉冲光的物质称作闪烁体，其吸收高能粒子或射线后能够发光的现象称之为辐射发光，其可作为低水平光源用于仪器夜晚照明或信号或无需外部能量的长期光源应用，曾被用于钟表指针和仪器刻度盘，使其在黑暗中可见。
传统闪烁体发光机制如下：入射辐射粒子与原子或分子碰撞，激发轨道电子到更高能级产生辐射发光，然后，电子退激回到基态，将额外的能量以光子形式放出，放出的光子一般在紫外线或更高能量范围，人眼不可见，因此，在传统辐射发光光源中，还需要混合荧光粉，被粒子击打后放出特定颜色的光。
发明内容
本发明根据闪烁体辐射发光的特性，设计发明了一种不含有放射源、无需外部能量、经济节能的照明装置。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种无放射源无外部能量的照明装置，包括外部设有透明层的发光体，所述发光体由闪烁体构成，所述闪烁体的闪烁频率大于等于1％，能够在宇宙射线的照射下发光。
进一步，所述闪烁体的密度大于等于1gcm-3；所述闪烁体的厚度大于等于0.5cm。
更进一步，所述发光体、透明层之间设置外层材料，所述外层材料能够使所述发光体发出的光变为特定光线。
进一步，所述外层材料为荧光材料。
进一步，所述外层材料为波长转换材料。
本发明的有益效果在于：
1.无需外部能量即可发光照明，经济节能。
2.可用于外部能量无法长期供应的场所照明使用。
3.可用于需要长期照明的场所使用。
4.不存在漏电、起火等隐患，安全性高。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种无放射源无外部能量的照明装置的示意图；
图中：101-发光体、102-外层材料、103-透明层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提供的一种无放射源无外部能量的照明装置，包括发光体101、外层材料102、透明层103。
其中，发光体101由闪烁体构成，发光体101选用光子产额、闪烁效率高且透明透光性好的闪烁体制成，本发明提供的无放射源无外部能量的照明装置的形状取决于闪烁体的加工形状，可以为长方体、圆柱体等。闪烁体的密度大于等于1gcm-3；闪烁体的厚度大于等于0.5cm；闪烁体的闪烁频率大于等于1％，能够在宇宙射线的照射下发光。
因为自然环境中充斥着来自太空的宇宙射线，宇宙射线中主要为缪子，缪子为高能带电粒子，缪子同样能够使闪烁体产生辐射发光；
缪子的平均能量为Eave＝3～4GeV；
缪子的海平面通量为Φ＝1cm-2min-1；
缪子穿过物质时损失能量为dE/dx≈2MeVcm2g-1。
设闪烁体对缪子的光子产额为Yph，闪烁效率为Cph，闪烁体产生的光子的平均能量为hνave，设闪烁体密度为ρgcm-3，厚度为d cm，那么，单位通量的缪子在闪烁体中沉积的能量为ΔE＝dE/dx×ρ×d，(“dE/dx”为缪子对闪烁体的电离能力)，缪子穿过闪烁体产生的光子数nph＝ΔE×Yph，总光子能量为Eph＝nph×hνave＝dE/dx×ρ×d×Cph。
在发光照明领域，常用光强和光通量表示光源发光强度，光强表示发光体到底有多亮，I＝Nhν，光通量表示单位时间内光源辐射的总能量，对于各项同性的光，F＝4πI，单位lm，流明。常用的从另一个角度来反映光源亮度的物理量是光照度，单位Lux，勒克斯，定义为1lm的光通量均匀分布在1m2表面上所产生的光照度就是1lx，即1lx＝1lm/m2，普通房间灯光下的光照度为100lx，所以，在1cm2表面上要产生100lx的光照度，需要光通量为F＝0.01lm。
当缪子入射闪烁体时，闪烁体产生的光子并非各项同性，则F＝I＝Nhν＝Φ×Eph＝Φ×dE/dx×ρ×d×Cph＝2ρdCph，因此，对于ρ＝1gcm-3，d＝0.5cm的闪烁体，有每分钟闪烁效率为Cph＝1％，即闪烁体对缪子发出的粒子的发光效率达到1％即可，对于ρ＝1gcm-3、d＝0.5cm、闪烁效率为Cph＝1％的闪烁体，F＝1×2×1×0.5×1＝1lm。对于一些高发光效率的新型闪烁体，这是可以达到的。在本发明中，发光体101可以是SrI2:Eu、CeBr3等材料，但不限于此。
在本发明所提供的无放射源无外部能量的照明装置中，透明层103密封设置在发光体101外围，即能透过发光体101产生的光线，又能够保证内部的发光体101(闪烁体)不易潮解氧化。透明层103可采用塑料、有机玻璃等材料制作。
发光体101、透明层103之间设置外层材料102，外层材料102能够使发光体101发出的光变为特定光线。外层材料102为可选材料，根据需要选择安装或者不安装。具体的，外层材料102为荧光材料；或者外层材料102为波长转换材料。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (5)

1.一种无放射源无外部能量的照明装置，其特征是：包括外部设有透明层(103)的发光体(101)，所述发光体(101)由闪烁体构成，所述闪烁体的闪烁频率大于等于1％，能够在宇宙射线的照射下发光。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征是：所述闪烁体的密度大于等于1gcm-3；所述闪烁体的厚度大于等于0.5cm。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征是：所述发光体(101)、透明层(103)之间设置外层材料(102)，所述外层材料(102)能够使所述发光体(101)发出的光变为特定光线。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征是：所述外层材料(102)为荧光材料。
5.如权利要求3所述的照明装置，其特征是：所述外层材料(102)为波长转换材料。
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