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Strahlenquelle, die aus einer elektrischen Gasentladungsröhre und
einer lumineszierenden Schicht besteht Für verschiedene Bestrahlungszwecke besteht
das Bedürfnis nach einer Quelle ultravioletter Strahlen mit Wellenlängen von etwa
270o bis 300o A, die gegebenenfalls von Strahlen mit einer Wellenlänge von: 3ooo
his 4ooo A begleitet werden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Quelle ultravioletter Strahlen,
die im erwähnten Wellenlängenbereich von. Z7oo, bis 30.00A ein kontinuierliches
Spektrum aussendet; es wird danach getrachtet, die Erzeugung dieser Strahlen mit
hoher Nutzwirkung zu bewerkstelligen.
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Bei der Quelle ultravioletter Strahlen nach der Erfindung wird .ein
lumineszierender Stoff, d. h. ein bei Bestrahlung mit Strahlen von gewissen Wellenlängen
Strahlen von anderen Wellenlängen aussendender Stoff, verwendet.
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Die Strahlenquelle nach der Erfindung besteht aus einer elektrischen
Gasentladungsröhre und einer Ceriumfluorid enthaltenden lumineszierenden Schicht,
in der Cerium in der dreiwertigen Form enthalten ist; wo hier weiter von Ceriumfluoriid
die Rede ist, wird stets Ceriumfluori-d gemeint, in dem Cerium in. der dreiwertigen
Forrn enthalten ist. Es hat sich ergeben, daß Ceriumfluorid fähig ist, durch Lumineszenz
ultraviolette Strahlen im Wellenlängenbereich von 270o bis 3000 A zu erzeugen.
Die lumineszierende Schicht muß nicht notwendig ganz aus Ceriumfluorid bestehen,
sondern kann
auch andere' Stoffe enthalten. Es,. ist sogar empfehlenswert,
das Ceriumfluorid in fiester Lösung in einem oder mehreren Fluoriden des Yttriums,
Lanthans, Aluminiums, Thoriums,- Zirkoniums, Hafniums oder seltener Erde zu-verwenden
oder- in Doppelfluoriden, die einen oder mehrere dieser -Stoffe als Komponente enthalten.
Hierbei wird der-Wirkungsgrad erhöht und .die spektrale Unterteilung geändert, @so.daß
es sich als möglich erweist, eine lumineszierende Schicht zu wählen, die im gewünschten
Wellenlängenbereicheinen sehr hohen' Wirkungsgrad aufweist. Es ist hierbei darauf
hinzuweisen, daß in diesem Fall die feste Lösung Ceriumfluorids in einem oder mehreren
der vorstehend erwähnten Fluoride als ein Certimfiüorid enthaltender Stoff angesehen
wird.
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Besonders gute Ergebnisse haben lumineszierende Schichten geliefert,
die aus Lanthanfluorid mit o,i Mol vom Tausend' bis io Mol vom Hundert Ceriumfluorid
oder aus Aluminiumfluorid mit o, i Mol vom Tausend bis 5. Mol vom Hundert Ceriumfluorid
bestanden. _ Bei ,der Zusammensetzung der lunvineszierenden Schicht ist zu beachten,
daß die störende, d. h. nicht Lumineszenz herbeiführende Absorption. der Strahlen,
welche die. Lumineszenz des Ceriumfluorids (erzeugen sollen, und die Absorption
der vom Ceriumfluorid ausgesandten Lumineszenz möglichst gering ist. Dies gilt besonders,
wenn Fluoride oder Doppelfluoride seltener Erde verwendet werden. - -Die lumineszierende
Schicht wird in der Regel auf die Innenseite der Wand der Entladungsröhre aufgetragen,
und in diesem Fall wird diese Wand aus einem Stoff hergestellt, der -für -ultraviolette
Strahlen mit einer Wellenlänge größer als 27oo@ A gutdurchlässig ist, dagegen die
Strahlen mit einer Wellenlänge kleiner-als 27ooA zweckmäßig stark absorbiert. Es
ist jedoch auch möglich, die lumine1szierende Schicht auf andere Weise aufzutragen.
Es kann z. B. die eigentliche - Entladungsröhre aus Quarz hergestellt und mit einer
Außenröhre um-. geben werden, wobei der lumineszierende Stoff vorteilhaft auf die
Innenseite -der Außenröhre aufgetragen wird. Die Außenröhre muß in diesem Fall die
gleichen Durchlässigkeitseigenrschaften besitzen, die zuvor für die Wand der Entlaidungrsrö:hre
beschrieben wurden. Statt auf eine Außenröhre kann. der lumineszierende Stoff auch
auf einen Reflektor aufgetragen- _ werden,, der - derart angeordnet ist, daß er
von den Strahlen getroffen wird, die von der Entladungsröhre ausgesandt werden.
Da es häufig unerwünscht ist, daß in den vom Gerät ausgesandten Strahlen. auch ultraviolette
Strahlen mit einer Wellenlänge kleiner als 270o A vorhanden sind, werden vo.rzugsweilse
die von dem mit Fluoreszenzstoff überzogenen Reflektor kommenden Strählen durch
ein Glas geführt; das diese unerwünschten Strahlen absorbiert und für die Strahlen
mit einer Wellenlänge größer als 270ö A gut durchlässig ist. Die Gasfüllung der
Entladungsröhre, unter,der hier nicht nur eine aus einem oder mehreren Gasen bestehende
Füllung, sondern auch eine- -aus einem oder mehreren Dämpfen oder aus einem Gasdampfgemisch
bestehende Füllung verstanden wird, muß selbstredend derart gewählt werden, ,daß
von der in dieser Gasfüllung vor sich gehenden Entladung Strahlen erzeugt werden,
die den erwähnten lumineszierenden Stoff zur Lumineszenz bringen können. Der lumineszierende
Stoff wird nämlich von Strahlen mit einer Wellenlänge kleiner als 2700 i1
zum Leuchten gebracht. Zweckmäßig wird die Entladungsröhre mit einer Gasquecksilberdampffüllung
versehen und die Röhre als sog. Niederdruckquecksilberdampfentla.dungsröhne ausgebildet:
Es können jedoch auch andere Füllungen verwendet werden, wie z. B. eine Füllung
aus .Edelgasen öder aus Dampf des Zinks, Kadmiums, Arseniks oder aus Mischungen
derselben.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. i
eine, Strahlenquelle nach der Erfindung schematisch darstellt. In dieser Figur bezeichnet
i die Wand einer .Gasentladungsröhre. An beiden Enden dieser Röhre befindet sich
eine Quetschstelle 2 mit Tellerrohr, durch welche die Stromleiter 3. der Elektroden
q. hindurchgeleitet sind. Auf der Innenseite der Röhrenwand isst eine lumineszierende
Schicht 5 angebracht, die aus Larithanfluorid mit 5 Mol vom Tausend Ceriumfluorid
oder aus Aluminiumfluorid mit 21/2 Mol vom Hundert Ceriumfluori.d besteht. Die Röhre
ist mit Argon unter einem Druck von einigen Millimetern Quecksilbersäule gefüllt;
auch ist Quecksilber in der Röhre. angebracht. Die Röhre weist beim Betrieb eine
Niederdruckquecksilberdamp.fentladung auf, deren Dampfdruck zwischen o,i und o,ooi
mm Quecksilbersäule liegt, zweckmäßig o,öi Quecksilbersäule beträgt. Die Entladungsröhre
ist von einfacher Ausgestaltung und auch auf einfache Weise verwendbar. Ein Vorteil
dieser Röhre ist, daß sie nach Zündung unmittelbar auf voller Stärke brennt und
auch nach dem Erlöschen der Entladung der Röhre sofort erneut gezündet werden kann.
Die Wärmeentwicklung in der Entladung ist gering, was für die Energienutzwirkung
vorteilhaft ist.
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Fig.2 der Zeichnung stellt die Emissionskurve (Energie als Funktion
der Wellenlänge) des Lanthanfluorids mit 5 Mol vom Tausend Ceriumfluorid (dar, das
sich auf der Innenseite einer aus Quarz hergestellten Niederdruckquecksilberdampfentradungsröhre
befindet.