DE2223058B2

DE2223058B2 -

Info

Publication number: DE2223058B2
Application number: DE2223058A
Authority: DE
Inventors: Robert C. Pittsburgh Miller; Frederick M. New Alexandria Ryan
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-05-17
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1979-01-04
Also published as: NL166452C; JPS5261210A; GB1399009A; CA985908A; DE2223058A1; GB1399007A; JPS5235723B2; GB1399008A; JPS5319642B2; NL7206577A; NL166452B; US3772099A; FR2137955B1; FR2137955A1; IT960194B; DE2223058C3; JPS5261209A; JPS5144168B1

Description

21)

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Explosionsstoff mit Bestandteilen zur Vermittlung von das explosive Material betreffende Information.

Herkömmliche Explosionsstoffe werden in sehr großem Umfang eingesetzt. Eine umfassende Zusammenstellung und Untersuchung solcher kommerzieller Explosionsstoffe findet sich in »Blasters' Handbook«, 15.Ausgabe (1969), von EI. DuPont, Wilmington, Delaware. Zufällige oder ungeplante, unvorhergesehene Explosionen haben stets das Problem einer zuverlässigen und einfachen Identifizierung des dabei verwendeten Explosionsstoffes mit sich gebracht. In jüngerer Zeit ergaben sich erhebliche Probleme auch aus einer verhältnismäßig großen Anzahl von durch Terroristen ausgelösten Explosionen, insbesondere hinsichtlich einer richtigen Identifizierung des verwendeten Explosionsstoffes, der Bestimmung der Kaufquelle etc. Grundsätzlich ist es vorgeschrieben, Aufzeichnungen über den Verkauf von Explosionsstoffen zu führen. Nachdem diese Explosionsstoffe zur Detonation gebracht worden sind, ist es jedoch schwierig, wenn nicht gar unmöglich, den Verteilungsweg zurückzuverfolgen, den der Explosionsstoff bis zu seiner Detonation genommen hat.

Es ist auch bekannt, fluoreszierendes Material an einem Gegenstand anzubringen und später einen möglichen Diebstahl oder auch eine Fehlleitung eines solchen Gegenstandes zu verfolgen, indem die Hände oder Kleidungsstücke einer verdächtigen Person einer UV-Strahlung ausgesetzt werden, um die Anwesenheit des fluoreszierenden Materials festzustellen. Damit ließ sich jedoch normalerweise lediglich die Anwesenheit oder aber das Fehlen eines solchen fluoreszierenden Materials anzeigen.

Aus der US-Patentschrift 32 31 738 ist bekannt, ein organisches fluoreszierendes Material wie Anthrazen oder Fluorescein oder Rhodamin in sehr feinpulvrigem Zustand in der Nähe einer explosiver; Ladung oder dgl. anzuordnen, so daß die organischen Partikel bei der Explosion in die Luft geschleudert werden. Der durch die Luft führende Weg der Partikel wird dann verfolgt, indem ein verfestigtes Lösungsmittel in einem offenen Behälter in den erwarteten Weg der Partikel gebracht wird. Wenn die Partikel dann zur Erde fallen und dabei auf das verfestigte Lösungsmittel auftreffen, können sie aufgrund ihrer Fluoreszenz erfaßt werden. Alle diest organischen Fluoreszenzstoffe dienen jedoch als Brennstoffe, die vollständig oxydieren oder in anderer Weise zerfallen und somit vollkommen zerstört werden, wenn sie in aufnahmefähige Nähe zu der reaktiven Atmosphäre und der sich aus einer Explosion ergebenden Sprengwirkung gebracht werden.

Aus der US-PS 3199 454 geht hervor, einen organischen Fluoreszenzstoff wie Natriumfluorescein um eine kleine explosive Ladung herumzulegen, die im Wasser zur Detonation gebracht werden soil, um Raubfische zu beseitigen. Die explosive Ladung ist verhältnismäßig klein und die Anwesenheit des Behälters, in dem die Ladung zur Detonation gebracht wird, dient dazu, das Fluorescin gegen die Sprengwirkung der Detonation zu schützen, so daß das Fluorescein nach Auftreffen auf das Wasser sogleich eine Anzeige liefert.

Es ist auch bekannt, in Verbindung mit Stoffen wie Drogen beispielsweise durch kennzeichnende Zusätze dafür zu sorgen, daß deren Weg sich nachvollziehen läßt. Ein solches Verfahren ist Gegenstand der US-PS 33 41 417. Gemäß dieser Patentschrift wird ein unlöslicher radio-opaker Stoff, der De' Röntgenstrahlung sichtbar wird, mit Drogen wie Barbituraten vermengt, um leicht bestimmen zu können, daß Barbiturate eingenommen wurden.

Es ist auch bekannt, organische fluoreszierende Farbstoffe an allgemein im Handel befindliche Gegenstände anzubringen, um so den Weg dieser Gegenstände verfolgen zu können, siehe z. B. die US-PS 29 20 202. Derartige organische fluoreszierende Stoffe weisen jedoch eine extrem breitbandige Fluoreszenzemission auf, so daß solche Farbstoffe normalerweise auch nur verwendet werden, um eine von zwei Möglichkeiten zu definieren, nämlich die Anwesenheit oder das Fehlen eines solchen Farbstoffes. Eine etwa ähnliche Verwendung organischer fluoreszierender Farbstoffe wird auch in der US-PS 23 92 620 beschrieben, gemäß der fluoreszierende Farbstoffe zu Kohlenwasserstoffprodukten zugesetzt werden, um die Anwesenheit oder das Fehlen unerwünschten Rohöls in einem erwünschten Rohöl zu zeigen.

Andere Verwendungsarten von fluoreszierenden Farbstoffen wie Rhodamin bestehen in der Einbettung solcher Stoffe in plastische Behälter zwecks Bestimmung einer möglichen Verschmutzung, die sich aus einem Abrieb zwischen dem verpackten Gegenstand und der die Verpackung bildenden Folie ergeben kann, siehe die US-PS 34 22 265.

Aus der US-PS 34 73 027 - sie entspricht den britischen Patentschriften 11 43 362 und 11 86 251 - ist die Verbindung eines Seltenerdmaterials mit aktiviertem Leuchtstoff bekannt, und zwar sowohl mit organischen als auch mit anorganischen Matritzen als Bestandteile für die Mattiersubstanzen wie beispielsweise Codiertinten, wobei die eindeutigen, schmalen Emissionslinien c^fer Seltenerdaktivatormitalle individuelle und leicht unterscheidbare Merkmale liefern, die mittels einer Ausleseeinrichtung leicht aufgenommen werden können. In der US-PS 34 73 027 werden in Spalte 11, Zeilei. 1 —20 verschiedene Anwendungsmöglichkeiter. für diese Codiertinten vorgeschlagen, jedoch umfaßt diese Liste nicht die Anwendung des linienemittierenden Leuchtstoffes oder der Codiertinten bei der Kennzeichnung von Explosivstoffen, bei denen das Material in enger Nachbarschaft zu Druck, Stoß, hoher Temperatur und der reaktiven Atmosphäre der Detonation kommt.

In der US-PS 34 74 730 wird offenbart, eine Zündschnur dadurch leichter sichtbar zu machen, daß sie mit organischen fluoreszierenden Pigmenten beschichtet wild. Derartige Pigmente müssen jedoch organisch sein, wenn die Sichtbarkeit der Zündschnur verbessert werden soll, weil die Tageslichtfluoreszenzeigenschaften der besten zur Verfugung siehenden anorganischen Leuchtstoffe sehr schlecht sind und die talsächliche Sichtbarkeit dieser Leuchtstoffe bei Tageslicht viel schlechier ist. als die Sichtbarkeit von einem guten nicht fluoreszierenden Pigment oder Farbstoff mil einer Farbe, die ähnlich der Fluoreszenz der Leuchtstoffe ist. Ein gutes organisches fluoreszierendes Pigment wird im Gegensalz dazu ungefähr die dreifache Reflexion (und damit Sichtbarkeit) gegenüber einem nicht fluoreszierenden Pigment ähnlicher Farbtönung oder Farbe aufweisen. Wenn das gegenüber Tageslicht fluoreszierende Pigment, das auf die Zündschnur aufgeschichtet ist. in Wirklichkeit innerhalb der

sehe Pigment normalerweise verbrennen, da es einen Brennstoff darstellt.

In der japanischen Gebrauchsmusterschrift 39/33% vom 11. Febr. 1964 wird der Einschluß von Färbungsmaterialien offenbart, die aus kleinen Teilchen Papier. Zelluloid oder Kunststoff bestehen. Diese Teilchen wurden mittels einer fluoreszierenden oder phosphorizierenden Farbe eingefärbt, um die Explosionskapsel oder einen Teil davon außerordentlich gut sichtbar zu machen, damit die Explosionskapsel, falls sie nicht explodiert, oder falls nicht detonierte Reste der Kapsel übrigbleiben, leichter gefunden werden können. Es ist jedoch klar, daß das Material, wenn es fluoreszierend oder phosphonzierend ist, von organischer Natur sein muß. da es in Azeton lösbar sein muß. um auf Papier oder dgl. aufbringbar zu sein. Das so auf dem Material befindliche fluoreszierende Material kann dann durch die sichtbare Strahlung von z. B. einer am Kopf befestigten Lampe beleuchtet und dabei leicht erkannt werden. Wie bereits ausgeführt, sind die Tageslichtfluoreszenzeigenschaften von anorganischen Phosphoren außerordentlich schlecht, während die Tageslichtfluoreszenzeigenschaften von organischen Farben ausgezeichnet sind. Wenn natürlich die Patrone vollständig detoniert, wird die reaktive Atmosphäre die organischen fluoreszierenden Materialien vollständig verbrennen und zerstören.

In der britischen Patentschrift 68 66 642 wird die Anwendung von ljminiszentem Material auf Aufzeichnungskarten dargestellt, wobei das luminiszente Material zur Abgabe sichtbarer Strahlung angeregt wird, welche wiederum aufgenommen wird, um die von der Karte getragenen Aufzeich- ungen zu lesen. In dieser Schrift befindet sich jedoch kein Hinweis auf die Kennzeichnung von Explosivstoffen für die nach der Explosion stattfindende Identifizierung der Quelle des Explosionsmaterials.

Die britische Patentschrift 11 19 318 offenbart eine Anzeige der Betätigung eines Explosionsunterdrückers, wcbei eine sehr kleine Explosivladung durch einen Brückendraht detoniert wird, um ein helles gefärbtes Pulver auf die innere Oberfläche eines kleinen durchsichtigen Kolbens zu bringen. Zwar wird das helle gefärbte Anzeigepulver als fluoreszierendes Pigment einer Farbe von gelb-orange oder dgl. beschrieben, doch wird sehr deutlicli, daß dieses Pulver ein organisches fluoreszierendes Tageslichtpigment ist, da es unter Tageslichtbedingungen sichtbar sein muß. Die Explosivladung ist so klein, daß der Kolben bei Detonation nich zerstört wird.

Nachteilig bei allen bereits bekannten Leuchtstoffer ist die Tatsache, daß sie aufgrund ihres organischer Charakters die Detonation eines explosiven Material· nicht überleben, so daß nach der Explosion eine Identifizierung der Quelle des Explosionsmaterials nich mehr möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Explosionsstoffes, bei denen dk Bestandteile zur Vermittlung von das Explosionsmate rial betreffenden Informationen nicht beim Explosions Vorgang zerstört werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß eine im Verhältnis zur Menge des explosiver Materials kleine Menge anorganischer Leuchtstoffes ir enger Zuordnung zu dem explosiven Material und ir unmittelbarer aufnahmefähiger Weise zu Stoß, Druck hoher Temperatur und reaktiver Atmosphäre, wie sii sich aus der Detonation der Explosivstoffe ergibt

Ι7!ιιηι·ηι->ηηι

leicht identifizierbare Merkmale das explosive Maleria betreffender Information liefert. Vorzugsweise liegt dei Leuchtstoff in feinpulvriger Form vor. Außerdem is feinpulvriges weiteres Material in enger Zuordnung zi dem Leuchtstoff in Form kleiner Konglomeratkörpei gehalten, wobei dieses weitere feinpulvrige Matcria zusätzliche individuelle Merkmale der Informatior liefert, so daß das weitere Material nach der Detonatior leicht ·: Icntifizierbar ist.

Der im Explosionsstoff vorhandene Leuchtstoff kam gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zur Auffindung des Explosionsstoffes dienen, währenc das weitere Material das die Information tragende Material ist.

Das weitere feinpulvrige Material ist vorzugsweise durch atomare Absorptionsspektroskopie, Röntgen strahlenfluoreszenzanalyse, Neutronenaktivierungsana lyse oder durch charakteristische Fluoreszenzemissior identifizierbar.

Das feinpulvrige weitere Material kann auch eir zweiter anorganischer Leuchtstoff sein, der bei Anre gung durch eine vorgegebene Energie eine vorgegebe ne individuelle Strahlungsemission erzeugt, die von dei Emission des feinpulvrigen Leuchtstoffes bei Anregung durch die vorgegebene Energie abweicht, wobei der zweite Leuchtstoff mit dem ersten Leuchtstoff mittel; eines anorganischen Bindemittels in Form kleiner Konglomeratkörper zusammengehalten wird, wöbe das Bindemittel gegenüber der vorgegebenen Energie die den ersten und zweiten Leuchtstoff anregt, sowie den erfaßbaren, von dem angeregten ersten und zweiter Leuchtstoff erzeugten Strahlungen durchlässig is«.

Die Konglomeratkörper können zweckmäßigerweise im explosiven Material verteilt sein.

Das explosive Material ist vorzugsweise Dynamit während der erste Leuchtstoff zweckmäßigerweise durch UV-Strahlungen anregbar ist und dabei eine bandartige Emission abgibt, während der zweite Leichtstoff bei Anregung durch UV-Strahlung eine Linienemission abgibt, wobei die relative Menge des ersten Leuchtstoffes die der des zweiten Leuchtstoffes erheblich übersteigt

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die Konglomeratkörper in einer Menge vorzusehen, daß sie 0,01 bis 1,0 Gew.-% des Dynamits ausmachen und daC sie eine Größe besitzen, die zu einem Gewicht von 1 mg für den Konglomeratkörper führt Erster und zweitei Leuchtstoff bilden etwa 80 Gew.-% des Konglomerat

körpers. Der erste Leuchtstoff ist ein mit Antimon und Mangan aktivieries und eine Apatitstruktur aufweisendes Halophosphat, während der /weite Leuchtstoff eine mit dreiwertigem Europium aktivierte Yttriumoxidmatrix aufweist, wobei das Gewichtsverhältnis des ersten ~, Leuchtstoffes zum zweiten Leuchtstoff ungefähr 90 : 10 beträgt.

In dem explosiven Material kann zumindest ein. anorganischer Leuchtstoff verteilt sein.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur κι Herstellung eines explosiven Materials der vorstehend genannten Art.

Verfahren zur Herstellung und Handhabung von kommerziellen Explosionsstoffcn einschließlich Dynamit sind allgemein bekannt, es sei beispielsweise auf das ι , bereits erwähnte Buch »Blaster's Handbook« sowie auch auf die US-Patentschriften 22 11 737 und 23 44 149 verwiesen.

Um die erfindungsgemäß angestrebte leichte Identifizierbarkeit zu erreichen, wird bei der Herstellung des _>o explosiven Materials zumindest ein anorganischer Leuchtstoff gewählt, der bei Anregung durch bestimmte Energie eine Information hinsichtlich des zu identifizierenden explosiven Materials abgibt und dieser anorganische Leuchtstoff dann als Kennzeichen in enge >> Zuordnung zu dem explosiven Material gebracht, so daß das Material durch Stoß, Druck, hohe Temperatur und reaktive Atmosphäre, wie sie sich bei der Detonation des explosiven Materials ergeben, aufnimmt und auch erträgt, so daß das explosive Material später durch die κι Emission des Leuchtstoffes bestimmbar wird.

Besonders günstig ist es, wenn eine große Zahl verschiedener stabiler, anorganischer Materialien mit identifizierbaren, jeweils unterschiedlichen Merkmalen zusammengestellt werden, die mittels unterschiedlicher r> vorbestimmter Informationseinheiten gegeneinander korreliert sind. Zumindest eines der anorganischen Leuchtstoffe wird in die verschiedenen anorganischen Materialien eingeschlossen und eine bestimmte Kombination der unterschiedlichen anorganischen Materialien m entsprechend der zu dieser Zeit bekannten Informationseinheiten hinsichtlich des zu identifizierenden Explosiermaterials ausgewählt, so daß die sich ergebende Kombination von Merkmalen der unterschiedlichen Materialien der ausgewählten Kombination eine Kenn- π zeichnung mit ausreichender Anzahl von Informationseinheiten (die in Bit = binary digit gemessen werden) der zu diesem Zeitpunkt bekannten Information hinsichtlich des explosiven Materials liefert. Dadurch wird eine Identifikation des explosiven Materials -,<i ermöglicht. Es wird dann eine Vielzahl von kleinen, von einem anorganischen Bindemittel zusammengehaltenen Konglomeratkörpern aus der vorbestimmten Kombination der unterschiedlichen anorganischen Materialien geformt, wobei jeder Konglomeratkörper eine Probe der ausgewählten vorbestimmten Kombination der unterschiedlichen Materialien sowie eine Probe des einen anorganischen Leuchtstoffes enthält, um den Konglomeratkörper leicht zu orten. Schließlich werden die Konglomeratkörper in das explosive Material bei enger Zuordnung zu diesem Material und Aufnahmefähigkeit gegenüber Stoß, Druck, hoher Temperatur und reaktiver Atmosphäre, wie sie sich bei der Detonation des explosiven Materials ergeben, eingebracht

Die verschiedenen anorganischen Materialien können insbesondere anorganische Leuchtstoffe sein, die von unterschiedlichen Ionen aktiviert werden, die verschiedene und unterschiedliche Emissionslinien liefern, wenn sie durch eine vorbestimmte Energie angeregt werden, weil die verschiedenen und unterschiedlichen Emissionen der Leuchtstoffe die Merkmale der ausreichend unterschiedlichen Informationseinheiten der dann bekannten Informationen hinsichtlich des Explosionsstoffs liefern, um diesen zu identifizieren.

Wenn das explosive Material mit der von den Emissionen der Leuchtstoffe der Konglomeratkörper gegebene Information korreliert werden soll, kann gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens entweder vor oder nach der Detonation des explosiven Materials die Emission eines Teils der Konglomeratkörper gemessen werden.

Dabei kann das explosive Material Dynamit sein, innerhalb dem die kleinen Konglomeratkörper verteilt sind. Nachdem also das eine feinpulvrige Material die Ortung ermöglicht hat, ergibt das andere gemäß einem der vorstehend bereits erwähnten Verfahren Informationen ab, die es möglich machen, beispielsweise den Hersteller, den Herstellungszeitpunkt, die Art des Explosionsstoffes, möglicherweise auch das Herstellungsjahr, den Herstellungmonat, die Herstellungswoche oder sogar, wenn es sich um große Mengen von hergestellten Explosionsstoffen handelt, den Herstellungstag zu ermitteln. Da die Wege, über die der Explosionsstoff seine Verteilung nimmt, aufgezeichnet werden können, wird es möglich, aufgrund der von dem Leuchtstoff gegebenen Informationen den Verteilungsweg des Explosionsstoffes zu ermitteln.

Es sei noch erwähnt, daß sich der erfindungsgemäße Explosionsstoff insbesondere in einer Sprengpatrone verwenden läßt, ohne daß die erfindungsgemäßen Eigenschaften verlorengehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 teilweise weggebrochen eine Seitenansicht einer Sprengpatrone (z. B. einen Dynamitstab), die die erfindungsgemäßen Leuchtstoffkonglomeratkörper in ihrer Verteilung im Dynamit zeigt;

F i g. 2 in stark vergrößerter Ansicht einen erfindungsgemäßen Leuchtstoff-Konglomeratkörper;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Darstellung der grundlegenden Verfahrensschritte für die Codierung von Explosionsstoffen zur späteren Identifizierung;

F i g. 4 ein Diagramm der Spektralenergie in Abhängigkeit von der Wellenlänge für einen kühlweißen Halophosphat-Leuchtstoff, der als »Ortungsw-Leuchtstoff verwendet werden kann;

Fig.5 ein Diagramm ähnlich Fig.4 zur Darstellung der Spektralenergieverteilung von Kalziumwolframat-Leuchtstoff, das ebenfalls als Ortungsleuchtstoff eingesetzt werden kann;

F i g. 6 ein Diagramm ähnlich F i g. 4 zur Darstellung der spektralen Energieverteilung eines Zinksilikat-Leuchtstoffes, der ebenfalls als Ortungsleuchtstoff verwendbar ist;

F i g. 7 ein Diagramm der relativen Spektralenergie in Abhängigkeit von der Wellenlänge für angeregtes mit dreiwertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid, welches als Codier-Leuchtstoff einsetzbar ist;

F i g. 8 ein Diagramm ähnlich F i g. 7, jedoch für mit dreiwertigem Terbium aktiviertes Yttriumoxid;

Fig.9 ein Diagramm ähnlich Fig.7 jedoch für Lanthanoxid-Wirts-Material, das mit dreiwertigem Samarium aktiviert ist;

F i g. 10 ein Diagramm ähnlich F i g. 7, jedoch für einen mit dreiwertigem Dysprosium aktivierten Leuchtstoff;

Fig. 11 ein Diagramm ähnlich Fig. 7, jedoch für einen mit dreiwertigem Gadolinium aktivierten Leuchtstoff;

Fig. 12 ein Diagramm ähnlich Fig. 7, jedoch für einen mit dreiwertigem Erbium aktivierten Leuchtstoff;

Fig. 13 ein Diagramm ähnlich F i g. 7, jedoch für einen mit dreiwertigem Holmium aktivierten Leuchtstoff;

Fig. 14 eil Diagramm ähnlich Fig. 7, jedoch für Lanthanoxid-Wirts-Material, das mit dreiwertigem Praseodym aktiviert ist; und

Fig. 15 ein Diagramm ähnlich F i g. 7, jedoch für mit dreiwertigem Thulium aktiviertes Lanthanoxid-Wirts-Material.

F i g. I zeigt allgemein eine herkömmliche Dynamitpatrone 20 mit einem faserigen Gehäuse 22, das das Dynamit 24 einschließt. In diesem Dynamit 24 sind erfindungsgemäß überall verstreut kleine Leuchtstoff-Konglomeratkörper verteilt. Die herkömmlichen fluoreszierenden Leuchtstoffe, wie sie in Leuchtstofflampen Verwendung finden, sind sehr feinpulvrig, wobei ein typischer durchschnittlicher Partikeldurchmesser in der Größenordnung von 6—8μηι liegt. Wenn ein so feinpulvriges Material wie Halophosphat-Leuchtstoff durchgehend in dem Dynamit verteilt werden würde, so würden die feinpulvrigen Partikel zwar die Detonation überstehen und nachts bei Betrachtung mit 254 nm-UV-Bestrahlung erkennbar sein, sie würden sich jedoch wegen ihrer besonders kleinen Größe nur schwer erfassen lassen, so daß auch nur ein Informationsmerkmal von jedem einzelnen fluoreszierenden Leuchtstoffmaterial hergeleitet werden könnte. Eine solche Maßnahme wäre zwar nützlich, jedoch ist es in hohem Maße wünschenswert, über eine große Menge leicht zugänglicher Information für jeden speziellen Explosionsstoff verfügen zu können.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden fluoreszierende Materialien unterschiedlicher Emissionen in Kombination eingesetzt, um für eine große Anzahl unterschiedlicher fluoreszierender Emissionen zu sorgen, die sich leicht erfassen lassen. Die am besten unterscheidbaren fluoreszierenden Emissionsstoffe gehören der Lanthangruppe der Seltenerdmetalle an, die offensichtlich wegen ihrer nur unvollständig gefüllten 4F-Schalen eine große Anzahl scharf ausgeprägter Werte besitzen. Die Übergänge dazwischen ergeben ein Viellinien-Spektrum, im Gegensatz zu den üblichen Fluoreszenzmaterialien, die allgemein eine kontinuierliche oder sog. Bandemission abgeben.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden typische kommerzielle Leuchtstoffe, wie sie etwa in Leuchtstofflampen verwendet werden, als »Auffindungs«-Leuchtstoff eingesetzt, die mit einer vorgegebenen Kombination verschiedener linienemittierender »Codierungs«- Leuchtstoffe gemischt werden, um so bei Erregung mit einer vorbestimmten Energie wie UV-Strahlung eine sehr spezifische Emission abzugeben. Die bandemittierenden Leuchtstoffe und linienemittierenden Leuchtstoffe werden zu den kleinen Leuchtstoff-Konglomeratkörpern, wie sie in Fig.2 gezeigt sind, gemischt, und diese kleinen Leuchtstoff-Konglomeratkörper werden in dem Explosionsmittel wie etwa der Dynamit-Patrone 20 verteilt Wird das Explosionsmittel zur Detonation gebracht so kommt es normalerweise auch zu ?inem gewissen Zerplatzen oder Zerspiittern der Konglomeratkörper, aber wegen der sehr großen Anzahl von in

jedem Konglomeratkörper enthaltenen Lcuchtstoffpartikeln enthalten die zurückgewonnenen Konglomeratkörper — auc/. wenn sie teilweise zerplatzt sind — immer noch eine repräsentative Zusammenstellung aller zur Identifizierung notwendigen unterschiedlichen Leuchtstoffpartikel. Die in jedem einzelnen Konglomerat enthaltene individuelle Leuchtstoffcodierung läßt sich daher leicht identifizieren, wie weiter unten erläutert.

Entsprechend einem speziellen Beispiel für die Bildung des Konglomeratkörpers 26, wie er etwa mit Fig. 2 wiedergegeben ist, werden 90Gew.-% sehr feinpulvriger kommerzieller »Auffindungs«-Lcuchtstoff 28 wie Apatitstruktur aufweisendes, mit Antimon und Mangan aktiviertes kalt-weißes Halophosphat und IOGew.-% sehr feinpulvriger »Codierungsw-Leuchtstoff 30 wie etwa mit dreiwertigem Europium aktiviertes Yttriumoxid miteinander gemischt. Dieses feinpulvrige Leuchtstoffgomisch wird weiter mit einer wäßrigen Lösung aus Kaiiumsilicat (75 Gew.-% MjO) unter Bildung einer sehr dicken Paste gemischt, die als etwa 2 mm dicke Schicht aufgestrichen und dann 12 Stunden lang in Luft trocknen gelassen wird. Nach der Lufttrocknung wird das Material bei einer Temperatur von annähernd 80⁰C drei Stunden lang getrocknet, anschließend etwa 24 Stunden lang ausgehärtet. Die ausgehärtete Masse weist etwa 80Gew.-% Leuchtstoff und 20Gew.-°/o Kaiiumsilicat auf. Danach wird die erhaltene harte Masse wieder in einen Partikelzustand zurückgeführt, etwa durch Behandlung in einem Mahlwerk oder einer Hammermühle. Das erhaltene gemahlene Produkt wird über ein Sieb Nr. 20, anschließend über ein Sieb Nr. 40 geleitet, um die feinen und groben Bestandteile voneinander zu trennen. Die resultierenden Konglomeratkörper weisen eine Partikelgröße in der Größenordnung von 0,5 bis 0,7 mm auf. Wegen der extrem großen Feinheit der Leuchtstoffpartikel enthält jeder der Leuchtstoff-Konglomeratkörper 26 der F i g. 2 normalerweise weit über eine Million einzelner Leuchtstoffpartikel, die durch ein Bindemittel 32 gebunden sind, so daß eine extrem große Anzahl unterschiedlicher feinpulvriger Leuchtstoffmaterialien mechanisch miteinander gemischt werden können und jeder resultierende Leuchtstoff-Konglomeratkörper eine große Anzahl Partikel aller eingesetzten unterschiedlichen Leuchtstoffe enthält. Die erhaltenen Konglomeratkörper 26 werden dann gründlich mit dem Explosionsstoff wie etwa Dynamit gemischt, wenn dieses in eine für seinen Einsatz geeignete Form gebracht wird. Handelt es sich um gegossene Explosionsstoffe, so können die Konglomeratkörper in dem geschmolzenen Explosionsstoff dispergiert und zusammen mit diesem gegossen werden. Die Menge des in das Dynamit inkorporierten Leuchtstoffmaterials ist in keiner Weise kritisch, so daß Mengen zwischen 0,01 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, aber auch kleinere oder größere Leuchtstoffmengen verwendet werden können. Das Gewicht des Konglomeratkörpers 26 der Fig.2 würde annähernd 1 mg betragen. Wenn die Konglomeratkörper eines 200 g Dynamitstabs 0,1 Gew.-% ausmachen, so sind ungefähr 200 Leuchtstoff-Konglomeratkörper 26 in dem Dynamitstab verteilt Zur Ermittlung der in jedem einzelnen Konglomeratkörper enthaltenen Information ist es naturgemäß nur notwendig, einen der Konglomeratkörper oder aber einen nennenswerten Bruchteil davon etwa durch Einsatz von UV-Licht bei Dunkelheit aufzufinden, den Konglomeratkörper mit einer Pinzette aufzunehmen und das Fluoreszenzen-

:;pr v.chen mil einem herkömmlichen Monochromator zu analysieren, wie das weiter unten erläutert wird.

Die Emissionsspektren der Lanthanidengruppe der Seltenerdmetalle sind im einzelnen untersucht worden und in »Applied Physics«, 2. Jahrgang, Heft 7/S. 608 — Juli 1963 — zusammengestellt. In der folgenden Tabelle I finden sich die Lanthaniden-Seltenerdmetalle, die als Aktivatoren verwendet werden können, um sehr ausgeprägte Linienemissionen der Strahlungen zusammen mit anderen Aktivatorionen zu erhalten, die linienartig erscheinende Emissionen abgeben. Diese Aktivatoren können mit vielen verschiedenen Wirtoder Matrixmaterialien verwendet werden, um einen Leuchtstoff zu bilden. Beispielsweise hat sich Yttriumoxid als sehr geeignetes Wirtmaterial für viele dieser Metalle ei .viesen, um eine Vielzahl verschiedener Leuchtstoffe zu erhalten, die zur Codierung eingesetzt werden können. Diese Leuchtstoffe sind sämtlich allgemein bekannt, und die allgemeinen Eigenschaften von mit Seltenerdmetallen aktivierten Stoffen sind in »Journal o^f the Electrochemical Society«. Band 111, Heft 3/S. 111 -317 (März 1964) beschrieben.

Tabelle I

Pr*	ι	*Dy'**
Nd*	1 t	*Ho:**
Sm¹		*Er'**
Sm	'	Tm'
Eu'	1	Yb"
Cr'	I {	V-'
Gd'	I	Mn"
Tb'	!	UO₂ <
Fe*

Die Cr*'-Ionen lassen sich leicht in ein AbOi-Wirtmaterial assimilieren. Ein geeignetes Wirtmateria! für Mn*⁴ ist Fluorgermanat, während sich UOi*² leicht in ein Lithiumfluorid-Wirtrnaterial assimilieren läßt. V*² läßt sich leicht in ein Magnesiumoxid-Wirtmaterial und Fe^{+ !} in L₁AIsOg assimilieren. Sm*² läßt iiich leicht in CaF₂ assimilieren. Die dreiwertigen Lanthaniden-Seltenerdmetalle lassen sich normalerweise mit einem oder mehreren Yttriumoxid-, Yttriumorthovanadat-, Lanthanphosphat- oder einem Gadoliniumvanadat-Wirtmaterial verwenden.

Die tatsächliche Breite einer Fluoreszenzlinie, wie sie von einem mit einem Seltenerdmttall aktivierten Leuchtstoff emittiert wird, liegt allgemein in der Größenordnung von 3—IO A, gemessen bei einer Intensität, die 50% der maximalen Fluoreszenzintensität der Emission beträgt. Diese schmale Emissionslinie soll sich abheben von der Emission von Calciumwolframat, wie sie in F i g. 5 veranschaulicht isi, wo die Breite des Bandes — gemessen bei einet 50% der Maximalintensität ausmachenden Einissionsintensiiät — I250Ä ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein linienemittierender Leuchtstoff als ein Leuchtstoff beschrieben, bei dem die Emission bei Betrachtung durch ein Spektroskop als eine oder mehrere Linien erscheint, im Gegensatz zu einem »Band«, das bei Betrachtung durch ein Spektroskop ein Band in dem sichtbaren Spektrum einnimmt. Natürlich ist die Leuchtstoffemission nicht auf den sichtbaren Bereich beschränkt, sondern kann auch im UV- oder aber im IR-Bereich auftreten.

Um die Konglomeratkörper 26 leicht auffinden zu können, nachdem ein Explosionsstoff zur Detonation gebracht worden ist, ist es wünschenswert, jedem Konglomeratkörpcr einen nennenswerten Anteil an Fluorenszenzmatcrial einzuverleiben, das primär zur Auffindung oder Ortung dient. Die meisten der kommerziellen Leuchtstoffe, die in Leuchtstofflampen verwendet werden, können für diesen Zweck eingesetzt werden, wobei diese Leuchtstoffe normalerweise eine kontinuierliche oder bandartige Emission aufweisen. Natürlich kann der sog. »Auffindungs«-Leuchtstoff auch dazu dienen. Information zur Verfügung zu stellen, und so kann beispielsweise ein anderer »Auffindungs«- Leuchtstoff verwendet werden, um die verschiedenen Hersteller von Explosionsslaffen zu identifizieren.

Als spezielles Beispiel werden entsprechend der nachstehenden Tabelle Il verschiedene bekannte kommerzielle Leuchtstoffe verwendet, um Hinweise auf die Hersteller von Explosionsstoffen zu geben, wobei für jeden von acht verschiedenen solcher Hersteller ein verschiedener »Auffindungs«- oder »Ortungs«-Leuchtstoff verwendet wird. Oiese Leuchtstoffe haben alle verschiedene bandartige Emissionen, und zur Erläuterung ist mit Fig. 4 das Emissionsspektrum für ein kühl-weißes Halophosphat, mit Fig. 5 das Emissionsspektrum für Calciumwolframat und mit '."ig. 6 das Emissionsspektrum für Zinksilikat wiedergegeben.

Tabelle Il

Hinweise auf den Hersteller anhand des »Ortungs«-Lcuchtstoffes

	Hersteller I	2	3	4
»Ortungs«-LeuchtstofT Tabelle Il (Fortsetzung)	blau-weißes Halophosphat	kühl-weißes Halophosphat	warm-weißes Halophosphat	Calciumwolframat
	Hersteller 5	6	7	8
»OrtungSÄ-LeuchtstofT	Zinksilikat- Mangan	Calciumsilikat- Mangan	Cadmiumborat- Mangan	Strontium magnesium-

Ein bandförmig emittierender Leuchtstoff kann gewünschtenfalls auch verwendet werden, um zusätzliche Information zu vermitteln, etwa einen Hinweis auf zugelassene oder aber nicht zugelassene Explosionsstoffe entsprechend der Festlegung durch die zuständige Behörde. Beispeih. weise könnte Magnesiumwolframat-Leuchtstoff in kleinen Mengen als Hinweis auf einen zulässigen Explosionsstoff und mit Mangan aktiviertes Calciumgallat als Hinweis auf einen nicht zulässigen Explosionsstoff eingeschlossen werden. Die vorgenannten speziellen Beispiele lassen sich durch eine Vielzahl anderer Leuchtstoffe ersetzen, wobei hinsichtlich solcher weiterer Beispiele auf »L e ν e r e η ζ, Luminesrense of Solids«, herausgegeben von Wiley and Sons, New York (1950), Tabelle V im Anschluß an S. 72 verwiesen wird. Leuchtstoffe, die leicht oxydieren, sollen

im allgemeinen nach Möglichkeit vermieden werden.

Es gibt zahlreiche unterschiedliche Arten vot Dynamit, und das vorgenannte »Blaster's Handbook* lehrt, daß achtzehn verschiedene kommerzielle Sortei zur Verfügung stehen. Zusätzlich zu den vielei unterschiedlichen Dynamitarten gibt es viele weiten Typen von Explosionsstoffen wie Ammoniumnitrai TNT etc. In der nachstehenden Tabelle III wird von fün verschiedenen Leuchtstoffen ausgegangen, die durcl verschiedene Seltenerdmetalle aktiviert sind, um einei Code mit 31 verschiedenen Kombinationen ode »Wörtern« zu erhalten, nämlich ein verschiedene »Wort« für jede der achtzehn Dynamitarten um dreizehn weitere »Wörter«, die zur Bezeichnunj anderer Explosionsstoffarten verwendet werden kön

Tabelle III

Codierung tür die verschiedenen Explosionsstofftypen

Dynamitart
12 3 4

10 Il 12 !3 14 15 16 17 18

Codierung Pr Nd Sm Eu Gd Hr Pr Pr Pr Nd Nd Nd Sm Sm Eu Pr Pr Pr

Nd Sm Eu Gd Sm Eu Gd Eu Gd Gd Nd Nd Nd

Sm Eu Gd Tabelle III (Fortsetzung)

Anderer

E\plosionsstoffnp.

21

beispie

!sweise NH₄

NO,. TNT

etc.

25

26

27

28

29

30

31

19

20

Pr

22

23

24

Sm

Pr

Nd

Pr

Eu

Nd

Eu

Nd

Sm

Nd

Sm

Gd

Sm

Eu

Gd

Sm

Eu

Sm

Eu

Gd

Eu

Gd

Eu

Gd

Eu

Gd

Achtung: AMc vorstehenden Aktivaiormctallc sind dreiwertig.

Um eine Codierung für das Herstellungsjahr zu j-, Aktivatorionen für die Bezeichnung der Herstellung! erhalten, werden drei mit verschiedenen Seltenerdme- woche aufgeführt sind,
tallen aktivierte Leuchtstoffe entsprechend der nachstehenden Tabelle IV verwendet, die für einen 7-Jahreszy- Tabelle V

klus aufgestellt worden ist.

Tabelle IV
Hcrstcllungsjahr-Codicrung

Herst· llungsjahr

71 72 73 74 75 76 77

Codierung

Herstellungsmonat-Codierung

Th Dy Ho Tb Tb Dy Tb

Dv Ho Ho Dy *> Mo

Zur Bezeichnung der verschiedener! Herstellungsmonate sind vier verschiedene mit unterschiedlichen Seltenerdmetallen aktivierte Leuchtstoffe in der nachstehenden Tabelle V angegeben, während in einer weiter folgenden Tabelle Vl weitere linienemittierende

	I lerslellungsmonal	2	3	8	9	4	t	IO	5	6
	I	Er	Tm	Er Tm	Er Yb	Yb	Tm Yb	Sm Er	Sn- Tn
Codierung	Sm
Tabelle V U-oil	sc/un,)	llcrstellungsmona
	7	Il	12
	Sm Yb	Sm Er Tm	Sn Tn Yh
Codierung

Sm ist 2*. alle anderen Aktivaloren sind 3'.

Tabelle VI

Herstellungswochen-Codierung

I lerstcllungswoche
12 3 4

Codierung

Cr

⁺⁴ Mn⁺⁴ UOi² Cr⁺³ Cr⁺
Mn⁺⁴ UO

Die verschiedenen Leuchtstoffe (vgL Tabelle I), die alle eine voneinander abweichende ausgeprägte Linienemission aufweisen, ergeben 2¹⁷ oder über 131 000 verschiedene Möglichkeiten. Wenn 10 verschiedene »Ortungstt-Leuchtstoffe verwendet werden, wobei diese Zahl im Bedarfsfall erheblich vergrößert werden kann, so ergeben sich wesentlich mehr als 1 Million Kombinationsmöglichkeiten. Dies erscheint als voll ausreichend für die Codierung von Explosionsstoffen, wenngleich auch diese Zah! verschiedener Möglichkeiten sich gewünschtenfal! durch Verwendung unterschiedlicher Identifizierungsverfahren erheblich steigern läßt, wie weiter unten erläutert.

Wenn entsprechend einem speziellen Beispiel der Hersteller Nr. 4 der Tabelle II eine bestimmte Dynamitart herstellen will, so kann er Leuchtstoff-Konglomeratkörper inkorporieren, die aus Calciumwolframat als »Ortungs«-Leuchtstoff, Magnesiumwolframat als Hinweis auf einen zulässigen Explosionsstoff, mit Praseodym aktiviertem Yttriumoxid als Codierung für einfaches Dynamit (vgl. Tabelle III), mit Terbium aktiviertem Yttriumoxid als Hinweis auf das Herstollungsjahr 1971 (vgl. Tabelle IV), mit Erbium aktiviertem Yttriumoxid als Hinweis auf den Herstellungsmonat Februar (vgl. Tabelle V) und mit Chrom aktiviertem AI₂O₃ als Hinweis auf die erste Herstellungswoche (vgl. Tabelle VI) hergestellt sind. Dann würden beispielsweise die feinpulvrigen Leuchtstoffmaterialicn in einem Verhältnis von 80Gew.-% Calciumwolframat, 10 Gew.-% Magnesiumwolframat und 2 Gew.-% jedes der fünf übrigen Codierungs-Bestandteile miteinander gemischt werden. Da jeder Leuchtstoff-Konglomeratkörper weit über I Million einzelner Leuchtstoffkörper enthält, weist jeder Konglomeratkörper mit Sicherheit eine repräsentative Zusammenstellung aller verwendeten Ortungs- und Codierbestandteile auf. Nach Durchführung einer zu untersuchenden Sprengung würden dann die mit der Untersuchung befaßten Personen die Dunkelheit abwarten und hierauf das Sprenggebiet systematisch mit 254 nm-UV-Strahlung beaufschlagen, worauf der »OrtungSK-Leuchtstoff mit einem hellen blauen Fluoreszieren anspricht. Nachdem ein einzelner Konglomeratkörper oder ein Restbestandteil davon geortet worden ist, läßt sich dieser einfach mit einer Pinzette o. dgl. aufnehmen und unter einem Monochromator analysieren, um den Hersteller und die charakteristischen Linienemissionen festzustellen, die dann mit den Aufzeichnungen oder Unterlagen des Herstellers verglichen werden können. Da der Hersteller die Daten für den Vertrieb des Dynamits festhält, läßt sich so ein Hinweis auf die Quelle, Art und Vertriebsweg des Explosionsstoffes gewinnen.

Zur weiteren Erläuterung sind die hauptsächlichen Emissionslinien und Erregungsspektren für verschiedene Seltenerd-Leuchtstoffe mit Fig. 8 bis 15 veranschaulicht. Die gezeigten Emissionslinien stellen nur die

Haupt-Linien dar. In den meisten Fallen sind die Emissionslinien dieser Seltenerdmetalle wesentlich komplexer.

In Verbindung mit den vorgenannten Beispielen lassen sich zwei oder mehr Seltenerdmetalle als Aktivatorstoffe von demselben Wirt- oder Matrixmaterial aufnehmen, wobei sich bis zu vier solcher Aktivatorstoffe bequem unterbringen lassen. In Anbetracht der großen Anzahl in jedem Konglomeratkörper enthaltener Partikel ist es jedoch vermutlich ebenso einfach, ein Seltenerdmetall oder ein anderes linienemittierendes Aktivatorion für jedes Wirt-Material zu verwenden.

Bei der Analyse der georteten Konglomeratkörper auf ihr Emissionsspektrum hin kann der Leuchtstoff mit Energie bestrahlt werden, die das Wirt-Material erregt, wobei diese Energie dann auf die Aktiva torstoffe übertragen wird, die ihre charakteristische Emission abgeben. Entsprechend einem weiteren zweiten Verfahren kann jedes Seltenerdion unmittelbar erregt werden, indem eine abstimmbare Erregungsquelle verwendet wird, deren Ausgangsenergie in ihrer Wellenlänge über die die scharfen Absorptionslinien der verschiedenen Aktivatorstoffe enthaltenden Wellenlängen hinweggeführt wird. Die resultierende Fluoreszenz wird überwacht, um die Änderung der Fluoreszenzenergie in Abhängigkeit von der erregenden Wellenlänge zu bestimmen. Ist beispielsweise das Wirt-Material Yttriumoxid, das mit Europium und Terbium aktiviert ist, so lassen sich leicht Erregungsspitzen bei 395,5 nm für Europium und 309 nm für Terbium durch Überwachung des Fluoreszenzausgangs in dem Wellenlängenbereich zwischen 500 bis 700 nm feststellen, der viele der Fluoreszenzlinien der Europium- und Terbiumionen enthält.

Entsprechend einer weiteren Möglichkeit zur Beobachtung des Spektrums des georteten Leuchtstoff-Konglomeratkörpers kann die An- oder Abwesenheit von Europium bestimmt werden, indem das Konglomerat mit einer Wellenlänge von 395,5 nm erregt und die An- oder Abwesenheit der Europium-Fluoreszenzlinie bei 611,2nm beobachtet wird. Entsprechend wird die An- oder Abwesenheit von Terbium festgestellt, wenn eine Erregung von 309 nm eine Fluoreszenzlinie bei 593 nm erzeugt bzw. nicht erzeugt. Die Erfassung der An- oder Abwesenheit einer sehr kleinen Leuchtstoffmenge läßt sich bei Anwendung der vorgenannten Verfahren mit äußerster Genauigkeit durchführen.

Die Konglomeratkörper brauchen keinen linienemittierenden Fluoreszenz-Leuchtstoff als »Codier«-Merkmal zu verwenden, sondern können auch in Verbindung mit anderen Arten identifizierbarer Merkmale eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß solche Merkmalstoffe sich nach einer Sprengung auch feststellen lassen. Relativ einfache Verfahren zur Identifizierung sind Emissionsspektroskopie oder Röntgenstrahlenfluoreszenz. Ebenso ist auch das Verfahren der atomaren Absorptionsspektroskopie allgemein bekannt, das sich einsetzen läßt, um sehr kleine Mengen verschiedener Elemente zu ermitteln, wie dies in dem Buch von Robinson mit dem Titel »Atomic Absorption Spectroscopy«, herausgegeben von Dekker, New York (1966) beschrieben wird. In er nachstehenden Tabelle VII sind einige Elemente zusammengestellt, die sich für die Erfassung unter Anwendung dieses Verfahrens der atomaren Absorptionsspektroskopie eignen. Diese Elemente sollen in stabiler Form, etwa als die Oxide, Phosphate oder Silikate und als sehr feinpulvrige Stoffe

	17	Ni
22	gemischt werden, die einen Teil eines Konglomeratkör	Cu
pers 26 enthalten, wie er mit F i g. 2 wiedergegeben ist.	Ag
Tabelle VII	Au
Li	Zn
K	Cd
Rb	Sb
Cs	Te
Sr	Bi
Cr
Mn
Co

Es stehen viele weitere Verfahren zur Verfugung, um bestimmte Materialien zu identifizieren, nachdem diese einmal geortet worden sind, wie etwa das in dem Buch mit dem Titel »Neutron Irradiation und Activation Analysis« ve;» Taylor, herausgegeben von Newnes, London (1964> beschriebene Verfahren. Elemente, die mit Hilfe solcher Neutronenbestrahlungs- und Aktivierungs-Analysierverfahren leicht, feststellbar sind, sind in der nachstehenden Tabelle VIII aufgeführt Wie schon zuvor erwähnt, sollen auch d'ese Elemente in der Form stabiler Verbindungen vorliegen.

Tabelle VIII	Cu	Yb
Eu	Ga	Cd
Dy	Au	Co
Ho	U	Mn
In	Pd	Sb
Ir	Sm	Sc
Lu	Pr	Ta
Re	Gd	W
As	Zn	P
Tb
Er
K
Y

Die aufgeführten Elemente brauchen nur in äußerst geringen Mengen anwesend zu sein, um festgestellt werden zu können. Dabei können diese Verfahren zusätzlich zu dem vorstehend im einzelnen erläuterten Verfahren einer Analyse der Emissionsspektren eingesetzt werden. Faßt man alle Möglichkeiten zusammen, die sich aus diesen weiteren Verfahren ergeben, so steht in der Tat eine weitreichende Anzahl möglicher Kombinationen zur Verfugung, die zur Codierung verwendet werden können.

Wie schon angedeutet, kann ein einziger anorganischer Leuchtstoff, der in feinpulvriger Form in einen Explosionsstoff eingebaut worden ist, ein Informationsmerkmal liefern, jedoch werden vorzugsweise viele verschiedene Leuchtstoffe in kleine Leuchtstoff-Konglomeratkörper eingebaut, so daß jeder Konglomeratkörper eine große Anzahl von Informationseinheiten enthält. Zusätzlich erleichtert auch schon die eigentliche Größe der Konglomeratkörper ihre leichte Trennung von den Explosionsschuttresten. Das verwendete anorganische Bindemittel soll wenigstens für die Energie durchlässig sein, die den »Orlungs«- Leuchtstoff anregt, und es sollte auch für die Strahlungen durchlässig sein, die der »Ortungsw-Leuchtstoff bei seiner Erregung erzeugt. Im Normalfall spricht der Leuchtstoff entweder auf kurzwellige oder langwellige UV-Strahlungen an, obwohl andere Arten der

Leuchtstofferregung verwendet werden könnten, wenn dies gewünscht wird.

In Verbindung mit dem vorstehenden speziellen Ausführungsbeispiel wurde von Kaliumsilikat als Leuchtstoff-Bindemittel ausgegangen, das den vorgenannten Anforderungen genügt Es können jedoch auch viele andere anorganische Bindemittel verwendet werden, wie etwa Natriumsilikate im Verbindungsbereich zwischen Na₂O - 2 SiO₂ bis Na₂O - 4 SJO₂. Diese

ίο Silikate trocknen an Luft zu harten Filmen, die sich nicht ohne weiteres auflösen, und bei Erhitzung erfahren die Bindemittel eine Verfestigung (Einfrieren) zu einem festen schaumartigen Material. Für die Kaliumsilikate liegt der Verbindungsbereich zwischen K₂O · 3,9 SiO₂

π bis K₂O-3,3 SiO₂. Auch glasbildende anorganische Stoffe können als Bindemittel verwendet werden, wobei hierunter die allgemein bekannten Natronkalk-Silikatgläser fallen, von denen es zahlreiche unterschiedliche Zusammensetzungen gibt. Ferner kommen glaskeramische Stoffe, wie sie allgemein bekannt sind, als Bindemittel infrage. Weitere hitzebeständige Stoffe können als Bindemittel verwendet werden, die dann in einer Art Sintervorgang um die Leuchtstoffpartikel herum hergestellt werden. Allgemein wurde gefunden,

r> daß der Partikel-Konglomeralkörper der Sprengwirkung bei der Detonation um so stärker widersteht, je feiner die Leuctv Uoffpartikel sind. Für die meisten Leuchtstoffmaterialien ist es verhältnismäßig einfach, in der Endform Partikel zu erhallen, deren Durchmesser in

(D der Größenordnung von 2 μΐπ und weniger liegt

Wird der Explosionsstoff zur Detonation gebracht, so können die einzelnen Konglomeratkörper teilweise zu Bruch gehen, aber der Zusammenhang der Konglomeratkörper ist ausreichend gewahrt, so daß jeder

π Konglomeratkörper auch nach einem eventuellen Zerbrechen noch alle anfänglich eingeführten Informationen enthält Die Konglomeratkörp^r können sogar mit RDX gemischt werden. Nach der Detonation ist der Zusammenhang der Konglomera»^l-.örper immer noch in ausreichendem MaBe gewährleistet, um sicherzustellen, daß die gesamte Codierinformation vorhanden ist. Das stellt wegen der extrem hohen Detonationsgeschwindigkeit und Detonatioiisdrücke des Explosionsmaterials praktisch die härteste Beanspruchung dar, der die

•ι ι Konglomeratkörper ausgesetzt werden können.

Es sei noch erwähnt, daß die Anzahl der möglichen Kombinationen von linienemittierenden Leuchtstoffen sich beträchtlich erweitern läßt, indem jedes linienemittierende Aktivator-Ion in Verbindung mit zwei oder

¹W) mehr unterschiedlichen Wirts-Stoffen verwendet wird, die Energien aufweist, die in der Letichtstofftechnik als größere Bandbreiteenergien bezeichnet werden, wobei jedes Wirts-Material in der Lage ist, Energie an das linienemittierende Aktivator-lon zu übertragen. Bei der

v, Decodierung der Information würden die Leuchtstoffe aufeinanderfolgend mit zwei oder mehr Wellenlängen von Licht zunehmend kürzerer Wellenlänge angeregt. Die erste anregende längere Wellenlänge könnte nur das Wirts-Material anregen, das die niedrigste

Wi Bandbreitenenergie hat, während die nächstkürzere Wellenlänge das zweite Wirts-Material anregen könnte, etc. Um ein spezielles Beispiel zu nennen, hat Yttriumoxid (Y₂Oj) eine Bandbreitenenergie von 5,8 eV, das Wirts-Material Y₂O₂S eine Bandbreitenenergie von

h^r> weniger als 5,8 eV das Wirts-Material Y₂OS₂ eine Bandbreitenenergie von erheblich weniger als 5,8 eV, aber mehr als 2,5 eV, und das Wirts-Material Y₂Sj eine Bandbreitenenergie von etwa 2,5 eV. Alle diese

Wirts-Materialien würden beispielsweise durch ein dreiwertiges Europium aktiviert und dann aufeinanderfolgend zuerst mit einer langwelligen Energie, sodann mit zunehmend kurzwelligerer Energie unter Beobachtung der sich einstellenden Fluoreszenz angeregt. Beispielsweise würde das Material aufeinanderfolgend mit Wellenlängen von 3 eV, 4 eV, 5 eV und 6 eV gepumpt Auf diese Weise kann die Gesamtzahl möglicher Kombinationen erheblich erweitert werden.

Als zweite Möglichkeit zur Decodierung der Kombination der Linienemitter könnten mehrere Wirts-Materialien mit zunehmend größer werdenden Bandbreitenenergien wie in dem vorgenannten Beispiel verwendet werden, die der Reihe nach mit zunehmend höheren Energien (d h. kurzwelliger werdenden Anregungsenergien) angeregt wurden. Zwischen einer UV-Lampe als Anregungsquelle und dem fluoreszierenden Material könnte ein Satz Riter angeordnet werden, von denen jedes Filter eine und nur eine der anregenden Energien durchläßt

Entsprechend einem abgewandelten Ausführungsbeispiel können die kleinen Konglomeratkörpar mit einem nicht fluoreszierenden, UV-Strahlung absorbierenden organischen Brennstoff wie Polymethylinethacrylat beschichtet werden. Wenn die Explosionsstoff-Patrone aufgebrochen und UV-Strahlungen ausgesetzt wird, fluoreszieren die beschichteten Konglomeratkörper nicht, se daß ihre Erfassung und Aufnahme eine sehr schwierige Aufgabe darstellt. Wird die Explosionsstoff- -, Patrone dagegen zur Detonation gebracht, so verbrennt die organische Beschichtung in der reaktionsfreudigen Atmosphäre, so daß nur die fluoreszierenden Konglomeratkörper zurückbleiben. Eine solche Beschichtung kann auch den Vorteil mit sich bringen, daß die κι Konglomeratkörper dicht abgeschlossen werden und damit eine Absorption von Stoffen verhindert, die sich in der für den Einsatz der Konglomeratkörper vorgesehenen Umgebung befinden.

Die vorstehende Beschreibung ist zwar allgemein auf ι ϊ die Codierung von Explosionsstoffen kommerzieller Art gerichtet, jedoch lassen sich die hier beschriebenen Verfahren auch zur Codierung anderer Explosionsstoffe und Treibmittel einsetzen. Die beschriebenen Codierverfahren können auch verwendet werden, um explosion ve Stoffe zu identifizieren. Beispielsweise könnte Ammoniumnitrat mit den Leuchtstoff-Konglomeratkörpern codiert werden. Wenn dieser explosive Stoff weiter in eine zur Verwendung geeignete Form gebracht wird, so bleiben die Konglomeratkörper in j"i dem resultierenden Explosionsmaterial.

Hierzu S BUiIt /xichiuiimen

Claims

Patentansprüche:

1. Explosionsstoff mit Bestandteilen zur Vermittlung von das explosive Material betreffende Information, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Verhältnis zur Menge des explosiven Materials kleine Menge anorganischen Leuchtstoffes in enger Zuordnung zu dem explosiven Material und in unmittelbarer, aufnahmefähiger Nähe zu Stoß, Druck, hoher Temperatur und reaktiver Atmosphäre, wie sie sich aus der Detonation des Explosionsstoffes ergeben, gehalten ist, und daß die Fluoreszenz des Leuchtstoffes leicht identifizierbare Merkmale das explosive Material betreffender Information liefert.

2. Explosionsstoff nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff in feinpulvriger Form vorliegt und feinpulvriges weiteres Material in enger Zuordnung zu dem Leuchtstoff in Form kleiner Konglomeratkörper gehalten ist, und daß das feinptiivrige weitere Material zusätzliche individuelle Merkmaie der information liefert, so daß das weitere Material nach der Detonation leicht identifizierbar ist

3. Explosionsstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Leuchtstoff zur Auffindung des Explosionsstoffes dient und daß das weitere Material das die Information tragende Material ist.

4. Explosionsstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das weitere feinpulvrige Material durch mindestens eines der folgenden Verfahren leicht ident:."zierbar ist: Atomare Absorptionsspektroskopie, Röntgenstrah'p.n-Fluoreszenzanalyse, Neutronen-Aktivierun^sanalyse oder charakteristisehe Fluoreszenzemission.

5. Explosionsstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinpulvrige weitere Material ein zweiter anorganischer Leuchtstoff ist, der bei Anregung durch eine vorgegebene Energie eine vorgegebene individuelle Strahlungsemission erzeugt, die von der Emission des feinpulvrigen Leuchtstoffs bei Anregung durch die vorgegebene Energie abweicht, wobei der zweite Leuchtstoff mit dem ersten Leuchtstoff mittels eines anorganischen Bindemittels in Form kleiner Konglomeratkörper zusammengehalten wird, wobei das Bindemittel gegenüber der vorgegebenen Energie, die den ersten und zweiten Leuchtstoff anregt, sowie den erfaßbaren, von dem angeregten ersten und zweiten Leuchtstoff erzeugten Strahlungen durchlässig ist.

6. Explosionsstoff nach einem der Ansprüche 2—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konglomeratkörper im explosiven Material verteilt sind.

7. Explosionsstoff nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das explosive Material Dynamit aufweist, der erste Leuchtstoff wirksam durch UV-Strahlungen anregbar ist und dabei eine bandartige Emission abgibt, der zweite Leuchtstoff durch UV-Strahlungen anregbar ist und dabei eine Linienemission abgibt und die relative Menge des ersten Leuchtstoffes die relative Menge des zweiten Leuchtstoffes erheblich übersteigt.

8. Explosionsstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konglomeratkörper zwisehen 0,01 und 1,0 Gew.-% des Dynamits ausmachen und eine einem Gewicht von jeweils 1 mg entsprechende Größe haben, daß der erste und der zweite Leuchtstoff etwa 80 Gew,-% der Konglomeratkörper ausmachen, daß der erste Leuchtstoff ein mit Antimon und Mangan aktiviertes, Apatitstruktur aufweisendes Halophosphat ist, daß der zweite Leuchtstoff eine mit dreiwertigem Europium aktivierte Yttriumoxidmatrix aufweist, und daß das Gewichtsverhältnis des ersten Leuchtstoffs zu dem zweiten Leuchtstoff ungefähr 90 :10 ist

9. Explosionsstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein -anorganischer Leuchtstoff im explosiven Material verteilt ist

10. Verfahren zur Herstellung eines explosiven Materials nach den Ansprüchen 1 —9, gekennzeichnet durch Auswählen zumindest eines anorganischen Leuchtstoffes, der bei Anregung durch bestimmte Energie eine Information hinsichtlich des zu identifizierenden explosiven Materials gibt und Anordnen des anorganischen Leuchtstoffes als Kennzeichen in enger Zuordnung zu dem explosiven Material, so daß es Stoß, Druck, hohe Temperatur und reaktive Atmosphäre, wie sie sich aus der Detonation des explosiven Materials ergeben, aufnimmt und erträgt, wobei das explosive Material später durch die Emission des Leuchtstoffes bestimmbar ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine große Zahl verschiedener, stabiler anorganischer Materialien mit identifizierbaren, jeweils unterschiedlichen Merkmalen zusammengestellt werden, die mittels unterschiedlicher vorbestimmter Informationseinheiten gegeneinander korrelliert sind, und Einschließen des zumindest einen anorganischen Leuchtstoffes in die verschiedenen anorganischen Materialien, Auswählen einer bestimmten Kombination der unterschiedlichen anorganischen Materialien entsprechend den Informationseinheiten der zu dieser Zeit bekannten Information hinsichtlich des zu identifizierenden explosiven Materials, so daß die sich ergebende Kombination von Merkmalen der unterschiedlichen Materialien der ausgewählte ι Kombination eine Kennzeichnung mit ausreichender Anzahl von Informationseinheiten der zu diesem Zeitpunkt bekannten Information hinsichtlich des explosiven Materials liefert, um eine Identifikation des explosiven Materials zu ermöglichen, Formen einer Vielzahl kleiner, von einem anorganischen Bindemittel zusammengehaltener Konglomeratkörper aus der vorbestimmten Kombination der unterschiedlichen anorganischen Materialien, wobei jeder Konglomeratkörper eine Probe der ausgewählten vorbestimmten Kombination der unterschiedlichen Materialien sowie eine Probe des einen anorganischen Leuchtstoffes enthält, um den Konglomeratkörper leicht zu orten, und Einbringen der Konglomeratkörper in das explosive Material bei enger Zuordnung zu diesem Material und Aufnahmefähigkeit gegenüber Stoß, Druck, hoher Temperatur und reaktiver Atmosphäre, wie sie sich aus der Detonation des explosiven Materials ergeben.

12. Verfahren nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen anorganischen Materialien anorganische Leuchtstoffe sind, die von unterschiedlichen Ionen aktiviert werden, die verschiedene und unterschiedliche Emissionslinien liefern, wenn sie durch eine vorbestimmte Energie angeregt werden, wobei die verschiedenen und unterschiedlichen Emissionen der Leuchtstoffe

die Merkmale der ausreichend unterschiedlichen Informationseinheiten der dann bekannten Information hinsichtlich des Explosionsstoffes liefern, um diesen zu identifizieren.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn- ϊ zeichnet, daß entweder vor oder nach der Detonation des explosiven Materials, wenn es gewünscht wird, das explosive Material mit der von den Emissionen der Leuchtstoffe der Konglomeratkörper gegebenen Information zu korrelieren, die m Emission -lines Teils der Konglorneratkörper gemessen wird,

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 — 13, dadurch gekennzeichnet, daß das explosive Material Dynamit ist und daß die kleinen Konglomeratkörper ι -> innerhalb des Dynamits verteilt sind.

15. Verwendung eines Explosionsstoffes nach einem der Ansprüche 1 —9 in einer Sprengpatrone.