DD144479A1 - Elektrische entladungslampe fuer bestrahlungszwecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungslampe, die sowohl fuer allgemeine Bestrahlungszwecke, z.b. fuer gesundheitsfoerdernde und kosmetische Bestrahlung als auch zur Therapie von Hautkrankheiten, z.b. der Schuppenflechte oder der Akne verwendet werden kann. Es besteht auch die Moeglichkeit, diese Lampe in technischen Geraeten, z.b. fuer Kopierzwecke, einzusetzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Entladungslampe hoher Leistungskonzentration zu entwickeln, die im Wellenlaengenbereich von 320 bis 340 nm besonders viel Energie emittiert. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass Lutetium oder Lutetiumverbindungen und neben diesen noch andere Metalle oder Metallverbindungen, vorzugsweise Halogenide, enthalten sind.

Description

Elektrische Entladungslampe für Bestrahlungszwecke

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungslampe, die sowohl für allgemeine Bestrahlungszwecke, ζ. B. für gesundheitsfördernde und kosmetische Bestrahlungen als auch zur Therapie von Hautkrankheiten, z. B«. der Schuppenflechte oder der ΛΙαίθ verwendet werden kann. Es besteht auch die Möglichkeit j diese Lampen in technischen Geräten, z„ B, für Kopiorzwecke, einzusetzen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, mit Ultraviolettbestrahlung gesundhoitsfordernde und kosmetische Effekte sowie durch photοtherapeutische und photochemotherapeutische Verfahren Heilerfolge . bei Hautkrankheiten zu erzielen. Besonders bei der Behandlung der Schuppenflechte (Psoriasis) mit ihren verschiedenen Erscheinungsformen können durch die Phototherapie und die Photochemotherapie bedeutende Fortschritte erreicht werden.

Die Phot ο Chemotherapie ist eine Kombinat ions therapie, die auf der Anwendung eines Medikaments als Photosensibilisa- tor und nachfolgender¹ Bestrahlung vorwiegend im Bereich des langwelligen Ultraviolett beruht (¥olff, K.; Hönigsmann, H. ; Gschnait, F,; Konrad_s K« : Dtschl. Med. ¥schr. 124 (1975) 2471.

Bei der Phototherapies allgemein bekannt als selektive Photo therapie, wird φ&τ therapeutische Effekt ohne medikamentöse Sensibilisierung durch direkten Angriff energiereicherer Ultraviolettstrahlung (XJV-B/C) am genetischen Material der Epidermxs ausgelöst (Tronnier, H.; Heidbüchel, H·: Akt Derm 2 (1977) ^9? Schröpl, F.: Dt. Dermatologie 2j$ (1977) 499·

Für beide Therapiearten sind unterschiedliche Bestrahlungsgeräte bekannt, z. B. nach DE-OS 2707920, DE-OS 2707908, DE-OS 2609273 oder DE-OS 2616892. Als Strahler kommen heute neben speziellen Niederdruck—Leuchtstofflampen vor allem Xenonhochdrucklampen «ind/oder Quecksilberdampf-Hochdruck— entladungen sowie Entladungen in Halogen—Metalldämpfenj 2. B. Eisen—Ga Ilium j ©did oder Gallium-Indium—Samarium— Bleijodid entsprechend der DE- 2531876 zum Einsatz.

¥eiterhin wurde eine iampe für o. g. Bestrahlungszwecke vorgeschlagen, die int Entladungsgefäß die Elemente Kupfer, und/oder Silber und/osier deren Verbindung entsprechend der WP-Anmeldung WPH01 ,#21114O enthält.

Die Lösung hat den Nachteil, daß im relevanten Temperaturbereich Queoksilberhalogenid eine hohe Stabilität besitzt, wodurch Ablagerungen iron metallischem Kupfer oder Silber an der Wand möglich werden· Zur Vermeidung dieser Ablagerungsprozesse ist der Zusatz von beispielsweise Xenon, Kadmiumjodid oder Zinkjodid notwendig. Durch diese Maßnahme wird der technologische Aufwara! erhöht.

Eine Präzisierung der Ergebnisse zum optimalen Spelttralbereich für die meisten Bestrahlung3zwecke ergab, daß dieser von 320 bis 3^0 nra reicht, wobei dem Gebiet zwischen 320 und 330 nra die größte Bedeutung zukommt.

Filtert man diesen günstigen Spektralbereich durch geeignete Filter aus, so erhält man jedoch mit den bekannten Licht- und Strahlungsquelien nur noch geringe Beatrrahlungs· stärken. wodurch der praktische Einsatz herkömmlicher Lampen nicht den gewünschten Erfolg bringt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Strahlungsquelle mit besonders starkor Emission im therapeutisch und auch kosmetisch günstigen Spektralgebiot oberhalb 320 nm zu entwickeln.

Darlegung des T/esens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Entladungslampe hoher Leistungskonzentration zu entwickeln, die im Wollenlängenbereich von 320 bis 3^0 nm besonders viel Energie emittiert.

Erfindungsgemäß bildet den Ausgangspunkt für die Strahlungserzeugung das Element Lutetium, das ein Spektrum mit vielen Linien aufweist, aber durch die leicht anregbaren Linien bei 323 nm, 328,2 nm, 331,2 nm, 336 nm, 337,7 nm, 338,6 nm und 34O nm einen we sentIi©hen Anteil der Emission im gewünschten Spektralgebiet hat. Entsprechend der Ex'findung wird die Aufgabe der Strahlungserzeugung· dadurch gelöst, daß Lutetium in elementarer Form oder alä Verbindung einer Entladung in einem Puffergas oder Pufferdampf zugesetzt Tfird, wodurch die Bedingungen für dessen Anregung und Emission gegeben sind.

Als günstig erweist sieb, die Anwesenheit des strahlenden Elements im Entladungsgefäß al3 Halogenid. Die Luteiiumhalogenide gewährleisten bei den in der Praxis realisierbaren ¥andtemperatüren der Strahler von 800 bis 1200 K genügend hohe Dampfdrückej um ausreichende Mengen des Seltenerdiaetalls in. die Entladungsstrecke zu transportieren, wo aufgrund der niedrigen Anregungsenergien gute Voraussetzungen für eine starke Emission gegeben sind· Der Sättigungsdampfdruck des IJuJ₃ beispielsweise läßt sich mit log ρ *5£ A — B/T annähern, wobei man ρ in Pa ©rhält, wenn A = 11,873; B = 10163 und die Temperatur in K eingesetzt werden. Pur die durchaus üblich© Vandtemperatur von 1000 K ejrgibt sich damit ein Dampfdruck von etwa 50 Pa.

Ebenfalls günstig wirkt sich die zusätzliche Einbringung von Indium, auch als Halogenid, in das Entladungsgefäß aus. Die stark in Erscheinung .tretenden Indiunilinien bei 325 »6 und-325»8 nm tragen deutlich zur Erhöhung der emittierten Energie im gewünschten Spektralgebiet bei.

Der aus Untersuchungen verschiedener Seltenerdmetalljodide in Pufferdärapfen, z. B. DyJ ~ in Quecksilber, bekannte Effekt der starken Kontraktion der Säule trat bei der Anwendung von Lutetium nicht auf. Die Entladung von Lutetium im Quecksilberdampf konnte längere Zeit stabil betrieben werden.

Mit Zäsium, Rubidium u. ä. Elementen läßt sich das Temperaturprofil der Entladung jedoch noch abflachen, vms auf den Austritt ultraviolettes? Strahlung aus der Säule positiven Einfluß hat.

Für die Langzeitstabilität der Lampen nach der Erfindung erwies es sich schließlich als günstig, die normalerweise aus reinem oder thoriertexa Wolfram bestehenden Elektroden mit Lutetiumojcid zu versehen.

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Ausführungsbei spiele

1. Ein Entladungsgefäß aus Kieselglas oder ultraviolettdurchlässiger Keramik mit einem Innendurchmesser von 12,5 min und einem Elektrodenabstand von 25 nun erhält eine Füllung von 4000 Pa Argon,20 mg Quecksilber und 3 Lutetiumjοdid LuJo·

Nach einer Einbrennzeit von 15 Minuten stellt sich am 220-V-Netz mit einem geeigneten Vorschaltgerät eine Leistung von 250 ¥ bei einer Spannung von 115 Volt am Strahler ein» Die emittierte Strahlung setzt sich aus den bekannten Linien des Quecksilbers und dem aus vielen Linien bestehenden Spektrum des Lutetiums zusammen. Ein großer Anteil der Energie xvird davon im hävifig geininschten Spelctralbereich von 320 bis 3^0 nm emittierte Da auch über 3^0 nm hinaus mit hohem ¥irkungsgrad Strahlung erzeugt wird, läßt sich ein derartiger Strahler entweder als Breitbandstrahler einsetzen oder mit entsprechenden Filtern als Strahlungsquelle zur Emission in bestimmten abgegrenzten Spektralgobieten»

2. Ein Entladungsgefäß aus Kieselglas oder ultraviolettdurchlässiger Keramik mit einem Innendurchmesser von 22 mm, Elektroden, die Lutetiunioxid 3Lu₂O als Emitter enthalten und einem Elektrodenabstand von 85 nun erhält eine Füllung von 25OO Pa Argon, 45 mg Quecksilber, 3 mg Lutetium, 13 mg Quecksilberjodid HgJ„ und 5 nig Rubidiumjodid RbJ,

Nach einer Einbrennseit von 30 Minuten stellt sich am' 220-V-Netz mit einem geeigneten Vorschaltgerät eine Lei-» stung von 1 k¥ bei einer Spannung von 115 Volt am Strahler ein. Die Entladung ist diffus, tvodurch für die Anregung und den Austritt der ultravioletten Strahlung besonders gute Bodinguiogen gegeben sind.

3· Ein Entladungsgefäß aus Kieselglas oder ultraviolettdurchlässiger Keramüc mit einem Innendurchmesser von 25 mm und einem Elektrodenabstand von 125 mm erhält eine Füllung von 25@® Pa Argon, 175 nig Quecksilber, 15 mg Lutetium jodid ]LuJ~, 1 mg Indiumjodid InJ und 7 mg Zäsium j odid Cs«J»

Nach einer EinbretmsEeit von 15 Minuten stellt sich am 380—V—Netz mit einen® geeigneten Vorschaltgerät eine Leistung von 2 kW bei einer Spannung von 230 Volt am Strahler ein. Die Entladsiuag ist diffus, die als Licht wahrgenommene Strahlung feläulich. Durch die Zugabe von Indium enthält das Spectrum zusätzliche Linien bei 325 nm, ' so daß von 325 bis 3%O nm und darüber hinaus fast lückenlos Strahlungsenergie zur Verfügung steht. Da die emittierte Strahlung mit hohem Wirkungsgrad erzeugt wird, erhält man auch nacia evtl. notwendiger Ausfilterung noch hohe Bestrahlungsstärken. Ganz besonders geeignet sind solche Strahler dahesr für die selektive Phototherapie von Hautkrankheiten«,

k» Ein kugelförmiges Entladungsgefäß aus Kieselglas mit einem Innendurchmesser vom 15 mm und einem Elektrodenabstand von 2,5 mm erhält eine Füllung von 7OOO Pa Argon, 70 rag Quecksilber, 2 mg Lutetium jodid LuJ„, 0,5 mg Kalium j ο did KJ und 0,1 mg Indium j ο Äid InJ.

Nach einer Einbrennzeit von 15 Minuten stellt sich am 220-V-Netz mit einem geeigneten Vorschaltgerät eine Leistung von 2 00 If bei einer Spannung von 55 V am Strahler ©in. Es wird ein ähialich günstiges Spektrum wie bei den anderen Ausführungsfeeispielen beobachtet. Aufgrund des geringen Elektrodenabstandes dieser Entladung läßt sich di© emittierte Strahlung besonders gut bündeln.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch.

   1, Elektrische Entladungslampe für Bestrahlungszwecke mit einem für die UV-Strahlung durchlässigen Entladungsgefäß, Elektroden und einer Edelgasfüllung sowie mindestens einem Puffergas oder Pufferdampf, gekennzeichnet dadurch, daß im Entladungsgefäß Lutetium und/oder Lutetium-Verbindungen enthalten sind öder neben dem Lutetium oder der Lute tiuraverbindung wahlweise weitere Metalle oder Metallverbindungen, vorzugsweise Metallhalogenidavorhanden

   2» Elektrische Entladungslampe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindungen des Lutetitims Halogenide sind j '

   3· Elektrische Entladungslampe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Entladungsgefäß neben dem Lutetium oder der Lutetiumverbindung Indium oder eine I_ndiumverbindung enthalten ist«,

   k. Elektrische Entladungslampe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Entladungsgefäß neben dem Lutetium oder der Lutetiumverbindung Zäsium und/oder Rubidium und/oder Kalium oder Verbindungen dieser Elemente enthalten sind;

   5· Elektrische Entladungslampe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die im Entladungsgefäß angebrachten Elektro den Lutetiuraoxid enthalten»