DE1138472B - Radioactive lamp designed as a headlight - Google Patents
Radioactive lamp designed as a headlightInfo
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Description
Als Scheinwerfer ausgebildete radioaktive Lampe Unter einem Scheinwerfer versteht man üblicherweise eine Anordnung, bei der eine Lichtquelle durch ein optisch abbildendes System in unendlicher oder mindestens in großer Entfernung abgebildet wird. Bekannte Beispiele sind der Linsenscheinwerfer und der Spiegelscheinwerfer.Radioactive lamp designed as a headlight under a headlight one usually understands an arrangement in which a light source through an optical imaging system imaged at an infinite distance or at least at a great distance will. Well-known examples are the lens spotlight and the mirror spotlight.
Es sind Lichtquellen bekanntgeworden, die ihre Energie aus dem Zerfall von Radioisotopen beziehen. Sie enthalten durchweg einen Leuchtstoff, z. B. aktiviertes Zinksulfid, und ein Radioisotop, dessen Strahlung den Leuchtstoff trifft und zur Aussendung von Licht anregt. Das Wort >.Licht<: soll hier als Sammelbegriff für Strahlung im ultravioletten, sichtbaren und ultraroten Wellenlängenbereich dienen. Will man das Licht solcher radioaktiv angeregten Lichtquellen durch Scheinwerferanordnungen bündeln, so sind eine Reihe von nur schwer miteinander in Einklang zu bringenden Forderungen zu erfüllen.Light sources have become known that derive their energy from decay obtain from radioisotopes. They all contain a phosphor, e.g. B. activated Zinc sulfide, and a radioisotope, the radiation of which hits the phosphor and causes Stimulates emission of light. The word> .light <: is intended here as a collective term for Radiation in the ultraviolet, visible and ultra-red wavelength ranges are used. If you want the light of such radioactively excited light sources through headlamp arrangements bundle, so are a number of difficult to reconcile with each other To meet demands.
Die Lichtquelle eines Scheinwerfers muß zwecks guter Bündelung des Lichtes im Verhältnis zu den Abmessungen des Reflektors klein gehalten werden, so daß man, um zu große Reflektoren und damit unhandliche Geräte zu vermeiden, auf einen relativ geringen Raum für die Lichtquelle angewiesen ist. Will man nun Radioisotope in Scheinwerfern verwenden, so Ksteht die erste Schwierigkeit bereits darin, in einem für die Praxis brauchbaren Scheinwerfer überhaupt die erforderliche Menge radioaktiver Substanz unterzubringen.The light source of a headlight must for the purpose of good focus of the Light can be kept small in relation to the dimensions of the reflector, so that, in order to avoid too large reflectors and thus unwieldy devices, on relies on a relatively small space for the light source. One now wants radioisotopes in headlights, so the first difficulty is already in a headlight that can be used in practice, the required amount accommodate radioactive substance.
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, die energiereiche, biologisch schädliche Strahlung, die von radioaktiv angeregten Lichtquellen ausgesandt wird, unsch'a dlich zu machen. Der Versuch, um Lichtquelle und Reflektor ein dickwandiges, strahlenschutzbietendes Leuchtengehäuse herumzubauen, würde zu einem unhandlichen, schweren und für die Praxis unbrauchbaren Gerät führen, da die Menge und damit das Gewicht der Abschirmung mit der Oberfläche der zu umschließenden Räume und der Energie der abzuschirmenden Strahlung zunehmen.Another difficulty is the high-energy, biological harmful radiation emitted by radioactively excited light sources, to render harmless. The attempt to make the light source and reflector a thick-walled, Building around a radiation protection luminaire housing would become an unwieldy, heavy and unusable device for the practice, because the amount and thus the Weight of the shield with the surface of the rooms to be enclosed and the energy the radiation to be shielded increase.
Durch die vorliegende Erfindung ist unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile ein Weg zur praktischen Verwirklichung eines Scheinwerfers gezeigt, der seine Energie aus dem Zerfall radioaktiver Substanzen bezieht. Solche Scheinwerfer werden bereits als Signalleuchten verwendet.The present invention avoids the aforementioned Disadvantages shown a way for the practical implementation of a headlamp that draws its energy from the decay of radioactive substances. Such headlights are already used as signal lights.
Bekannt sind radioaktive Lampen, die aus einem durchsichtigen Lampenkolben bestehen, der an seiner Innenseite mit Leuchtstoff belegt ist und in seinem Innenraum ein radioaktives Gas enthält; der Lampenkolben ist in einem scheinwerferartigen Gehäuse eingebaut. Die radioaktive Strahlung wird in Lichtaustrittsrichtung durch ein Abdeckglas, an den übrigen Seiten des Kolbens durch eine den Reflektor von außen umhüllende Bleischicht abgeschirmt.Radioactive lamps are known that consist of a transparent lamp bulb exist, which is covered on its inside with fluorescent material and in its interior contains a radioactive gas; the lamp bulb is in a headlamp-like shape Housing built in. The radioactive radiation is transmitted in the light exit direction a cover glass, on the other sides of the bulb through a reflector from the outside surrounding lead layer shielded.
Ferner sind radioaktive Lampen mit etwahalbkugelförmigen Lampenkolben bekanntgeworden, deren Kolben an der Innenseite mit Ausnahme der Halbkugel-Grundfläche mit Leuchtstoff belegt und an der Außenseite von einem napfartigen Schutzbehälter aus Blei umgeben sind.There are also radioactive lamps with somewhat hemispherical lamp bulbs became known, the piston on the inside with the exception of the hemisphere base Covered with fluorescent material and on the outside of a bowl-like protective container are surrounded by lead.
Es ist auch bekanntgeworden, zur Erzeugung von Elektrolumineszenz kristalline Halbleiter zu verwenden, die auf ihrer Oberfläche mit Elektroden belegt sind, wobei an der einen Elektroden-Kontaktstelle im Halbleiter Lichtstrahlung erzeugt wird. Der kristalline Halbleiter ist hierbei geometrisch so geformt, daß er sich in bezug auf die erzeugte Lichtstrahlung wie ein optisches System verhält.It has also become known to generate electroluminescence to use crystalline semiconductors, which are coated on their surface with electrodes are, wherein light radiation is generated at one electrode contact point in the semiconductor will. The crystalline semiconductor is geometrically shaped so that it is behaves like an optical system with regard to the light radiation generated.
Außerdem ist es bekannt, bei mit Glühlampen bestückten Scheinwerfern Linsen fürrein optische Zwecke zwischen Glühlampe und Reflektor zu verwenden oder die Glühlampen unmittelbar mit abbildenden Linsen zu umgeben.It is also known for headlights fitted with incandescent lamps To use lenses for purely optical purposes between the incandescent lamp and reflector or to surround the incandescent lamps directly with imaging lenses.
Die vorgenannten bekannten Einrichtungen vermögen jedoch die eingangs erwähnten Forderungen, also das Bedürfnis nach einer in der Praxis brauchbaren, als Scheinwerfer ausgebildeten radioaktiven Lampe ohne Stromzuführung nicht zu erfüllen.However, the aforementioned known devices are capable of the above mentioned requirements, i.e. the need for a practical, not to meet radioactive lamp designed as a headlight without power supply.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine als Scheinwerfer ausgebildete radioaktive Lampe mit einer den Strahlungsschutz übernehmenden Abschlußscheibe so auszugestalten, daß im Brennpunkt eines nach hinten paraboloidförmig begrenzten lichtdurchlässigen Füllkörpers, der den Strahlungsschutz übernimmt, sich ein von außen zugänglicher Hohlraum befindet, der das radioaktive Material mitsamt dem Leuchtstoff aufnimmt. Dabei kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung der Füllkörper als Scheinwerfergehäuse dienen, wobei ein Teil seiner Oberfläche Reflexionseigenschaften besitzt und der Form der gewünschten Reflexionsfläche folgt, während die restliche Oberfläche ganz oder teilweise als Lichtaustrittsfläche dient. Im wesentlichen ist dabei die Möglichkeit gegeben, die Lichtaustrittsfläche des Füllkörpers eben oder als Linse auszubilden.According to the invention it is provided that one is designed as a headlight radioactive lamp with a cover lens taking over the radiation protection like this to design that in the focal point of a paraboloid-shaped limited to the rear translucent filler, who takes over the radiation protection, there is an externally accessible cavity that contains the radioactive material together with the phosphor. According to a further embodiment of the Invention of the filler body serve as a headlight housing, with part of its surface Has reflective properties and follows the shape of the desired reflective surface, while the rest of the surface serves wholly or partially as a light exit surface. Essentially, there is the possibility of changing the light exit surface of the Form filler body flat or as a lens.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Lichtquelle in einem Hohlraum des Füllkörpers unterzubringen. Im Zusammenhang damit kann die Lichtquelle aus einer im Hohlraum enthaltenen radioaktiven Substanz bestehen, die die auf oder in der Hohlraumwand enthaltenen Leuchtstoffe zur Lichtausstrahlung anregt. Eine besondere Gestaltungsform der Erfindung sieht vor, dem Füllkörper die erforderliche mechanische Festigkeit zur Aufnahme eines unter Druck stehenden radioaktiven Gases im Hohlraum zu geben, wobei dieses Gas über einen Kanal von der Lichtaustrittseite her zugeführt werden kann.In a further embodiment of the invention it is provided that the light source to be accommodated in a cavity of the packing. In connection with this, the Light source consist of a radioactive substance contained in the cavity, which the phosphors contained on or in the cavity wall for light emission stimulates. A special embodiment of the invention provides the packing the mechanical strength required to accommodate a pressurized radioactive To give gas in the cavity, this gas via a channel from the light exit side can be fed forth.
Die Lichtquelle kann auch aus einem physikalisch oder chemisch mit dem Leuchtstoff eng verbundenen Radioisotop bestehen. In diesem Falle können der Leuchtstoff und das Radioisotop mit oder ohne Hinzufügung eines Bindemittels den Hohlraum ganz oder teilweise ausfüllen und weitere zusätzliche Radioisotope in beliebigem Aggregatzustand in den frei bleibenden Teilen des Hohlraumes angeordnet sein. Der Leuchtstoff und das Radioisotop können erfindungsgemäß auch in und an der Wandung des Hohlraumes mit oder ohne Bindemittel untergebracht sein, wobei ebenfalls weitere zusätzliche Radioisotope in den frei bleibenden Teilen des Hohlraumes angeordnet sein können.The light source can also consist of a physically or chemically using radioisotope closely related to the phosphor. In this case, the The phosphor and the radioisotope with or without the addition of a binder Filling the cavity completely or partially and any additional radioisotopes Physical state be arranged in the remaining free parts of the cavity. Of the According to the invention, the phosphor and the radioisotope can also be in and on the wall of the cavity can be accommodated with or without a binder, with further additional radioisotopes arranged in the remaining free parts of the cavity could be.
Der Hohlraum kann ferner in Zellen von beliebiger Struktur aufgeteilt sein, wobei für die hierbei entstehenden Teilhohlräume das gleiche gilt, wie oben für den Gesamthohlraum ausgeführt.The cavity can also be divided into cells of any desired structure The same applies to the resulting partial cavities as above executed for the entire cavity.
Eine weitere Gestaltungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper einen inhomogenen Aufbau aufweist in der Weise, daß im Bereich der Strahlungsquelle im wesentlichen strahlungsfeste, im Außenbereich im wesentlichen gut abschirmende bzw. mechanisch feste Materialien verwendet werden.Another embodiment of the invention is characterized in that that the filling body has an inhomogeneous structure in such a way that in the area the radiation source essentially radiation-resistant, in the outer area essentially well shielding or mechanically strong materials are used.
Durch die Lehre der Erfindung ist es möglich, bei geringen Abmessungen Scheinwerfer größerer Leistung herzustellen, die den Bedürfnissen der Praxis und den Erfordernissen des Strahlungsschutzes vollauf gerecht werden. Der Füllkörper, der erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, bildet zugleich die Wandung der Lichtquelle und das Scheinwerfergehäuse. Auf diese Weise ist die Möglichkeit gegeben, die die Lichtquelle umgebende Wandung bis zu einem maximal durch die Abmessungen des Scheinwerfers selbst gegebenen Maße stark zu halten. Somit ergibt sich die Möglichkeit, neben festen Radioisotopen auch gasförmige, z. B. Krypton $5, allein oder in Kombination mit dem festen Radioisotop unter Druck einzufüllen, d. h. zu konzentrieren und so die Strahlung und die Lichtausbeute wesentlich zu erhöhen.The teaching of the invention makes it possible with small dimensions Manufacture headlights of greater power that meet the needs of practice and fully meet the requirements of radiation protection. The packing, which is proposed according to the invention, at the same time forms the wall of the light source and the headlight housing. In this way there is the possibility that the Wall surrounding the light source up to a maximum by the dimensions of the headlight to keep self-given dimensions strong. Thus there is the possibility of next solid radioisotopes also gaseous, e.g. B. Krypton $ 5, alone or in combination to fill with the solid radioisotope under pressure, d. H. to focus and such to increase the radiation and the light yield significantly.
Der Füllkörper wirkt außerdem als Abschirmung gegen die energiereiche Strahlung, und diese Abschirmung beginnt unmittelbar an der Wandung des Hohlraumes, der die radioaktive Substanz enthält, so daß mit weniger Abschirmmaterial auszukommen ist, als wenn die Abschirmung wie bei den bisher bekannten Konstruktionen um das wesentlich größere Volumen der gesamten Leuchte herumgebaut werden muß. Dies bringt eine beachtliche Verkleinerung der ganzen Anordnung mit sich. Die erfindungsgemäße, bis zur reflektierenden Schicht reichende Abschirmung der Lichtquelle wird bei Vergrößerung der Lichtquelle und damit des Reflektors zwangläufig starkwandiger und damit wirksamer.The filler also acts as a shield against the high-energy Radiation, and this shielding begins directly on the wall of the cavity, which contains the radioactive substance, so that less shielding material can be used is as if the shielding was around the Much larger volume of the entire lamp has to be built around. This brings a considerable reduction in the size of the whole arrangement. The inventive, The shielding of the light source that extends to the reflective layer is increased when the image is enlarged the light source and thus the reflector inevitably thicker-walled and therefore more effective.
Der Scheinwerfer besteht also im wesentlichen aus dem lichtdurchlässigen Füllkörper, der innen einen Hohlraum zur Aufnahme der radioaktiven Substanz; die aus einem oder mehreren Isotopen bestehen kann; und zur Aufnahme der Leuchtstoffe aufweist. Die äußere Begrenzung des Füllkörpers ist teilweise als Lichtaustrittsfläche und teilweise als Reflektor ausgebildet, indem sie beispielsweise mittels eines Spiegelbelages reflektierend gemacht wird.The headlight consists essentially of the translucent Packing body with a cavity inside to accommodate the radioactive substance; the can consist of one or more isotopes; and to accommodate the phosphors having. The outer boundary of the filling body is partly as a light exit surface and partially designed as a reflector, for example by means of a Mirror covering is made reflective.
Mit der erfindungsgemäßen Ausführung ergeben sich die folgenden weiteren Vorteile: Wesentliche Erhöhung der mechanischen Stabilität des Scheinwerfers.With the embodiment according to the invention, the following further results Advantages: Significant increase in the mechanical stability of the headlight.
Unverrückbarkeit der Lage der Lichtquelle in bezug auf den Refiektor.Immovability of the position of the light source in relation to the reflector.
Selbst bei fahrlässiger Behandlung des Scheinwerfers ist es praktisch unmöglich, die radioaktive Substanz ungewollt in Freiheit zu setzen.Even with negligent treatment of the headlight, it comes in handy impossible to unintentionally release the radioactive substance.
Der Reflektor selbst ist durch den zwischengeschalteten Füllkörper weitgehend gegen Verminderung seiner Reflexionseigenschaften als Folge der Bombardierung mit energiereicher Strahlung geschützt; die Gefahr des Blindwerdens ist behoben.The reflector itself is through the interposed filler body largely against a reduction in its reflective properties as a result of the bombing protected with high-energy radiation; the risk of becoming blind is eliminated.
Die Zahl der Einzelbestandteile des Scheinwerfers ist vermindert.The number of individual components of the headlight is reduced.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing.
1 ist vorzugsweise ein um die Achse 2 rotationssymmetrischer Füllkörper aus lichtdurchlässigem Stoff. wie Glas oder durchsichtigem organischem Kunststoff. 3 ist die in geeigneter Weise, z. B. durch einen metallischen Belag 4, reflektierend gemachte oder total reflektierende Reflexionsfläche von 1, beispielsweise in Form eines Rotationsparaboloides. 5 ist die Lichtaustrittsfläche der Anordnung, die - wenn gewünscht -beispielsweise glatt oder als Linse mit abbildenden Eigenschaften ausgebildet sein kann. 6 ist ein Hohlraum mit seinem Mittelpunkt vorzugsweise im Brennpunkt der Reflexionsfläche von 1 oder in einem anderen Punkt, der durch die Lage der gewünschten Abbildung in bezug auf die Reflexionsfläche oder/und die Lichtaustrittsfläche von 1 festgelegt ist. Die Wandung des Hohlraumes 6 ist mit einer Leuchtstoffschicht 7 bedeckt, und im Hohlraum ist das Radioisotop enthalten.1 is preferably a packing body which is rotationally symmetrical about the axis 2 made of translucent fabric. like glass or clear organic plastic. 3 is the appropriate manner, e.g. B. by a metallic covering 4, reflective made or totally reflective reflective surface of 1, for example in shape of a paraboloid of revolution. 5 is the light exit surface of the arrangement, which - if desired - for example smooth or as a lens with imaging properties can be formed. 6 is a cavity with its center preferably in Focal point of the reflective surface of 1 or at another point through the Position of the desired image in relation to the reflection surface and / or the light exit surface is set by 1. The wall of the cavity 6 is covered with a phosphor layer 7, and the radioisotope is contained in the cavity.
Eine Reihe von lichtdurchlässigen Stoffen, die als Werkstoff für den Füllkörper in Frage kommen, verfärben sich unter der unmittelbaren Einwirkung energiereicher Strahlung. Bei der vorliegenden Erfindung hat man es in der Hand, dies zu vermeiden, indem man den Füllkörper 1 in der Nähe der im Hohlkörper 6 befindlichen Strahlungsquelle im mehrschichtigen Aufbau aus besonders strahlungsfesten, d. h. strahlungsunempfindlichen Werkstoffen ausführt. Der Gefahr der Verfärbung ist somit Einhalt geboten. In weiterer Ausgestaltung dieses Gedankens kann man den Füllkörper außen aus Materialien herstellen, die insbesondere einen guten Strahlungsschutz und die ausreichende mechanische Festigkeit des Gerätes sichern.A range of translucent fabrics used as the material for the Packing bodies come into question, discolor under the direct action more energetic Radiation. With the present invention one has it in hand to avoid this, by placing the filling body 1 in the vicinity of the radiation source located in the hollow body 6 in a multi-layer structure made of particularly radiation-resistant, d. H. insensitive to radiation Materials. The risk of discoloration is therefore required. In further One can develop this idea the packing from the outside Manufacture materials that, in particular, provide good radiation protection and are adequate Ensure the mechanical strength of the device.
Den Gedanken, den Füllkörper aus mehreren Substanzen aufzubauen, kann man auch dahin weiter ausgestalten, daß man besondere Zonen zur Erzielung gewünschter optischer Effekte einbaut.The idea of building up the filler body from several substances can you also develop further in such a way that you have special zones to achieve the desired built in optical effects.
Die Füllung des Hohlraumes 6 mit dem Isotop oder dem Leuchtstoff erfolgt zweckmäßig von der Lichtaustrittsseite her durch den Kanal 10, der durch einen Stopfen 11 verschlossen werden kann.The cavity 6 is filled with the isotope or the phosphor expediently from the light exit side through the channel 10, which is through a plug 11 can be locked.
Statt der angegebenen Rotationssymmetrie um die Achse 2 kann auch eine andere unsymmetrische oder symmetrische Anordnung benutzt werden, z. B. kann Zylindersymmetrie vorliegen in der Form, daß der Hohlraum 6 die Form einer dünnen Röhre hat, deren Längsachse mit der Brennlinie der Reflexionsfläche 3, die ihrerseits als parabolischer oder elliptischer Zylinder ausgebildet ist, zusammenfällt.Instead of the specified rotational symmetry about axis 2, another asymmetrical or symmetrical arrangement can be used, e.g. B. can Cylindrical symmetry exist in the form that the cavity 6 has the shape of a thin one Tube has whose longitudinal axis with the focal line of the reflection surface 3, which in turn is designed as a parabolic or elliptical cylinder, coincides.
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