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Selbsterregte Leuchtfläche Die Erfindung betrifft selbsterregte Leuchtflächen,
insbesondere zum Ausleuchten von Räumen oder für Anzeigeschilder, mit einem in eine
Scheibe aus lichtdurchlässigem Werkstoff eingebetteten Gemisch aus lumineszierenden
Stoffen mit radioaktiven Substanzen.
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Es ist bereits bekannt, derartige Gemische auf Zifferblättern von
Uhren anzuordnen, und zwar gewöhnlich in der Weise, daß an den einzelnen Stundenangaben
entsprechende Markierungen vorgesehen sind. Außerdem werden die mit entsprechenden
Hohlräumen versehenen Zeiger mit diesem Gemisch ausgestrichen. Die Verwendung dieser
in der Regel aus Zinksulfid und Radiumisotopen bestehenden Gemische ist aber bisher
auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt worden. In derartige Gemische können nur
radioaktive Stoffe mit verhältnismäßig schwacher Korpuskularstrahlung und damit
beschränkter Leuchtkraft eingebracht werden.
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Andererseits ist auch schon vorgeschlagen worden, fremderregte, d.
h. durch Tageslicht oder UV-Strahlung angeregte lumineszierende Leuchtfarbenschilder
zur Erhöhung der Wetterbeständigkeit mit einer Platte aus Glas oder Kunststoff abzudecken.
Es ist ferner bekannt, Leuchtfarben, welche nach L e n a r d aus einer lichtempfindlichen
Grundsubstanz aus Sulfiden, einem Schmelzmittel und Spuren eines Schwermetalls bestehen
und deren Sulfide sich unter dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit allmählich zersetzen,
zum Schutze mit einer luftabsperrenden durchsichtigen Lackschicht zu überziehen,
wie dies bei den im zweiten Weltkrieg verwendeten Leuchtplaketten üblich war.
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Von der Herstellung und Verwendung größerer selbsterregter flächenhafter
Leuchtquellen mußte man bisher absehen, weil man das Problem eines die Leuchtkraft
des Leuchtgemisches nicht wesentlich herabsetzenden und wirtschaftlich tragbaren
Strahlenschutzes als nicht lösbar ansah. Es wurde nämlich festgestellt, daß als
radioaktive Substanzen insbesondere y-Strahler geeignet sind, weil sie infolge ihrer
Langlebigkeit eine entsprechend lange Leuchtdauer gewährleisten. Im Gegensatz zur
Korpuskalarstrahlung - wie sie von den obengenannten, für Uhren verwendeten Leuchtgemischen
ausgesandt werden - ist die y-Strahlung verhältnismäßig durchdringend und erfordert
besondere Maßnahmen für den Strahlungsschutz.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem nur dadurch gelöst, daß die die
selbsterregte Leuchtfläche bildende Scheibe aus lichtdurchlässigem Leuchtstoff,
in die das Gemisch aus lumineszierenden Stoffen mit radioaktiven Substanzen, insbesondere
y-Strahlern, eingebettet ist, zugleich aus einem gegen radioaktive Strahlung schützenden
Material besteht. Auf diese Weise erfüllt die erfindungsgemäße Scheibe gleichzeitig
zwei verschiedene Aufgaben: Sie dient erstens als Träger der selbsterregten Leuchtsubstanz,
legt also die Form der Leuchtquelle und durch die Einbettung des Leuchtgemisches
auch in gewissem Umfange die Intensität des ausgesendeten sichtbaren Lichtes fest
und bildet gleichzeitig ohne wesentliche Beeinträchtigung der Leuchtkraft des Leuchtgemisches
den Strahlenschutz für die radioaktiven Substanzen, was wiederum die Voraussetzung
dafür ist, daß überhaupt die in Frage kommenden selbsterregten Leuchtgemische für
größere Leuchtquellen verwendet werden können. Dabei ist die Stärke der Scheibe
so bemessen, daß keine oberhalb der Toleranzbasis liegenden Strahlungsmengen austreten
können.
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Die radioaktiven Substanzen können sowohl in dem Scheibenwerkstoff
selbst als auch in eine Zwischenschicht oder in den lumineszierenden Stoffen eingebettet
sein.
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Die neue Leuchtfläche kann beispielsweise aus einer Scheibe aus organischem
Glas bestehen, in der das Gemisch von lumineszierenden und radioaktiven Stoffen
gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt ist. Werden radioaktive Stoffe von geringerer
Durehdxingungsfähigkeit der Strahlung, also insbesondere a- und ß-Strahler, verwendet,
so kann das Gemisch gleichmäßig im organischen Glas verteilt sein. Bei radioaktiven
Präparaten mit größerer Durehdringungsfähigkeit empfiehlt es sich, das Gemisch in
einer mittleren Schicht der Scheibe anzuordnen.
Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung werden die neuen Leuchtflächen als Verbund-Sicherheitsglasscheiben
ausgebildet, wobei das Leuchtgemisch in der Mitte der Scheibe, vorzugsweise in deren
Zwischenschicht, eingebettet ist. Die Ausgestaltung kann dabei auch so getroffen
sein, daß entweder der lumineszierende oder der radioaktive Stoff in der Zwischenschicht,
der zweite Stoff des Gemisches dagegen an der Oberfläche einer oder beider Deckenscheiben
öder auf der Oberfläche der Zwischenschicht z. B. durch einen Druckvorgang angeordnet
ist. Selbstverständlich kann auch das Gemisch der lumineszierenden und- radioaktiven
Stoffe auf der inneren Oberfläche einer oder beider Deckscheiben oder auf der Oberfläche
der Zwischenschicht z. B. durch einen Druckvorgang angeordnet sein. Durch die Anordnung
der radioaktiven Stoffe in der Mitte einer Mehrschiahtensicherheitsglasscheibe wird
ein Austreten der Strahlung aus der Scheibe selbst bei einer Verletzung der Scheibe
unter Rißbildung weitgehend vermieden, was insbesondere bei Verwendung von y-Strahlem
höherer Durchdringungsfähigkeit wesentlich ist.
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Eine vereinfachte Ausführungsform der neuen Mehrschichtenglasscheibe
besteht aus einer klebfähigen Schicht und lediglich aus. einer beim Gebrauch dem
Beschauer zugekehrten Glasscheibe.
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Zur praktischen Ausführung der Erfindung kann entweder das Glas und/oder
das Zwischenschichtmaterial selbst radioaktiv sein. Weiter können die lumineszierenden
Stoffe durch Einbau eines oder mehrerer radioaktiver Atomkerne radioaktiv gemacht
sein. Schließlich können auch getrennte radioaktive Stoffe in das Glas und/oder
das Zwischenschichtmaterial eingebracht sein.
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Radioaktive Isotope zur Anregung der lumineszierenden Stoffe stehen
in großer Anzahl zur Verfügung, so daß es leicht ist, für jeden Verwendungszweck
geeignete Isotope zu finden. Es ist lediglich erforderlich, Isotope von einer Durchschlagsleistung
zu wählen, die so groß ist, daß sie durch die jeweils verwendete Träger- bzw. Deckschicht
nicht ins Freie treten. Bei Verwendung y-Strahlen höherer Durchschlagsleistung aussendender
radioaktiver Stoffe empfiehlt es sich, Bleiglas als Deckscheibe zu verwenden, da
ein 4 mm starkes Bleiglas dem Durchschlag von y-Strahlen den gleichen Widerstand
entgegensetzt wie eine 1_mm starke Bleifolie.
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Die neuen Leuchttafeln können durchsichtig oder getrübt ausgebildet
sein. Ihre Flächenhelligkeit hängt ; einmal von der Energie des Einzelstrahles der
radioaktiven Stoffe und ferner von der in der Flächeneinheit je Zeiteinheit zerfallenden
Teilchenzahl ab. Hierbei ist die Lebensdauer (Halbwertszeit) der Flächenhelligkeit
umgekehrt proportional. Wenn der Sicherheitsglascharakter der Scheibe aufrechterhalten
werden soll, findet der Einbau von radioaktiven und lumineszierenden Stoffen in
die Zwischenschicht dann seine Grenze, wenn die Zwischenschicht ihre Klebfähigkeit
zu verlieren beginnt.
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Reicht die dann in die Flächeneinheit einer Zwischenschicht eingebrachte
Menge der radioaktiven Stoffe noch nicht aus, so muß die Dicke der Zwischenschicht
zur Erhöhung der Lichtintensität vergrößert werden.
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Für Reklame-, Straßen- oder Autobahnschilder ist eine verhältnismäßig
niedrige Flächenhelligkeit erforderlich. Sollen jedoch Räume durch die neuen Leuchttafeln,
beispielsweise durch Verkleidung der Wände oder Decken; ausgeleuchtet werden, so
muß die Flächenhelligkeit entsprechend verstärkt werden.
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Sollen für Werbezwecke oder als Straßenverkehrsschilder farbige Leuchttafeln
hergestellt werden, so empfiehlt es sich, diese mit einem Gemisch von farbig lumineszierenden
Leuchtstoffen und nicht lumineszierenden Farbstoffen der gleichen Farbe herzustellen,
die beide gleichzeitig von dem menschlichen Auge gesehen werden. Die Reklame- bzw.
Verkehrsschilder zeigen dann bei Tag und Nacht die gleiche Farbe.
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Die Erfindung ermöglicht auch die Herstellung von gemusterten und
beschrifteten Leuchttafeln mit verschiedenen Farben. Die Tafeln können dabei auch
durch Zuschneiden erfindungsgemäß eingefärbter Scheiben nachträglich zu Musterungen,
Schriften u. dgl. zusammengestellt werden.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die neuen
Leuchttafeln keinerlei Verkabelung erfordern, so daß die Betriebs- und Wartungskosten
gering sind.
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Bei Verwendung der angegebenen neuen Leuchttafeln. aus Sicherheitsglas
wird überdies ein Strahlungsschutz auch dann gewährleistet, wenn die Deckscheibe
gesprungen ist, weil die einzelnen Teile der Glasdeckscheibe durch die klebfähige
Zwischenschicht festgehalten werden.
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1. Ausführungsbeispiel Zur Herstellung eines der bekannten dreieckigen,
rotumrandeten Straßen-Achtungsschilder gemäß der Erfindung wird der rote Rand durch
einen himineszierenden Stoff, z. B. Rhodamin, in das Glas eingebracht. Bei einer
Mehrschichtglasscheibe kann das Rhodamin z. B. auf die Innenseite der Glasdeckscheibe
aufgedruckt werden. Das schwarze Ausrufungszeichen wird mit normaler Druckfarbe
ebenfalls auf das Glas aufgedruckt. Die Zwischenschicht enthält ein Gemisch von
weißgelb lumineszierenden und radioaktiven Stoffen. Die zum Aufleuchten des Rhodamins
erforderlichen radioaktiven Stoffe können selbstverständlich auch zusammen mit dem
Rhodamin auf das Glas gedruckt sein.
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2. Ausführungsbeispiel Zur Herstellung eines rotblauen Haltschildes
bei Stoppstraßen werden beispielsweise der rote Rand und der blaue Grund als Leuchtfarbe,
das schwarze Wort »Halt!« mit normaler Farbe auf das Glas gedruckt. Die radioaktiven
Stoffe, welche die rote und blaue Leuchtfarbe zum Aufleuchten bringen, werdet<
der Zwischenschicht einverleibt.
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3. Ausfühningsbeispiel Zur Herstellung eines gelb=schwarzen Straßen-Richtungsschildes
werden der Rand und die Ortsbezeichnung in normaler schwarzer Druckfarbe auf das
Glas gedruckt. Der gelbe Grund in Phosphoreszenzfarbe bzw. Lumineszenzfarbe wird
gegebenenfalls ebenfalls aufgedruckt und in die Zwischenschicht dann lediglich die
aktiven Isotope eingebracht, oder die gesamte Zwischenschicht wird mit dem Gemisch
von gelber Phosphoreszenzfarbe und aktiven Isotopen versetzt. 4. Ausführungsbeispiel
Zur Herstellung einer zur Beleuchtung dienenden Leuchttafel wird in die durchsichtige
Zwischenschicht
einer Mehrschichtenglasscheibe ein Gemisch von einer
weißgelb lumineszierenden Leuchtfarbe und von aktiven Isotopen eingebaut. Die Glasscheibe
kann dann als Fenster eingebaut werden und läßt das Tageslicht durch, während sie
nachts den Raum beleuchtet.
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5. Ausführungsbeispiel Zur farbigen Ausleuchtung intimer Räume, z.
B. von Tanzlokalen, werden Leuchttafeln aus organischem Glas verwendet, die gleichmäßig
oder schichtweise mit einem Gemisch von z. B. roter Leuchtfarbe und radioaktiven
Stoffen versetzt sind.