О радиолюминесценции, СПД, радоне…

Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о таком интересном явлении как радиолюминесценция, светомассе постоянного действия на его основе, а так же сопутствующем радоне…

Итак, радиолюминесценция — это люминесценция вещества под действием ионизирующего излучения (альфа-частиц, бета-частиц, гамма-излучения).

В недалёком прошлом в различной технике (всё больше военной) достаточно активно использовалась так называемая светомасса постоянного действия (СПД). Для активации люминофоров в ней использовались радионуклиды. Самыми распространёнными были торий, радий-226, прометий-147, криптон-85 и некоторые другие.

Сейчас же подобные составы применяются крайне редко, а если и применяются, то всё больше на основе радиоактивного изотопа водорода — трития. Кроме того существуют международные стандарты, регламентирующие применение подобных материалов в т.ч. минимально-необходимые количества светомассы, необходимое для выполнения тех или иных задач (например, различения нанесенных символов).

В бытовых приборах СПД уступила своё место фосфоресцентным пигментам (СГМ, светогенерирующим материалам), не содержащих радионуклидов и способных светиться до нескольких часов после однократной засветки (чего для большинства применений более чем достаточно).

Тем не менее в обращении до сих пор находится достаточно много приборов, содержащих СПД (некоторые из них представляют коллекционную ценность, а некоторые по незнанию). Один из таких примеров представлен в подборке фото ниже — это тумблер 1959-го года выпуска.

Хорошо видно, что на конце ручки переключения тумблер содержит прозрачную капсулу. В данную капсулу помещён люминофор вперемешку с радионуклидом. В данном случае использовался радий-226. А в качестве люминофора — сульфид цинка, активированный медью (ZnS:Cu). С того времени люминофор уже успел деградировать и даже в полной темноте свечения практически не видно… …но радиоактивный-то радий-226 никуда не делся при этом и всё так же продолжает «фонить».

В подборке фото ниже показаны результаты измерения потока гамма-излучения на различном расстоянии от тумблера. Единицы измерения по гамме — мкЗв/час. Допустимая норма — 0.3 мкЗв/час. Таким образом при измерении вплотную с закрытым фильтром имеем практически 50 кратное превышение допустимой нормы от такого небольшого по размерам источника. Тут ещё следует отметить, что проведённые измерения не отражают истинной радиоактивности источника, т.к. источник излучения по отношению к площади детектора является точечным.

Тем не менее даже потерявшая яркость СПД является источником повышенной радиобиологической опасности и подлежит специальной утилизации как радиоактивные отходы.

Кроме того сам радий-226 является источником радиоактивного газа радона. И если несколько тумблеров с целыми защитными капсулами вам вреда скорее всего не нанесут, то что-то более серьезное (например, некоторые авиационные приборы, а так же некоторые часы) дома лучше не хранить. Проблема не только в гамма-излучении, но ещё и в том, что СПД имеет свойство со временем осыпаться. И если прибор не герметичен, то это грозит загрязнением всего вокруг радиоактивным радием-226 и попаданием его в организм. Здоровья столь активный материал явно не добавит.

«Радиевые девушки» — это как раз об этом (об СПД на основе радия-226)…

А в отдельных случаях можно попасть под действие уголовного кодекса…

Кстати, о радоне… Радон при нормальных условиях — это бесцветный радиоактивный газ. Стабильных изотопов не имеет. Наиболее стабильный изотоп радон-222. Он имеет период полураспада 3.8 суток. Радон-222 образуется при распаде радия-226 по следующей схеме:

Схема распада урана-238

Но можно ли его обнаружить в домашних условиях от той самой СПД? Оказывается можно!

Как показала практика радон-222 неплохо сорбируется обыкновенным активированным углём. Этим и воспользуемся. Возьмём 30-50 таблеток активированного угля, поместим в герметично закрывающуюся ёмкость, туда же поместим наш тумблер с СПД, герметично закроем и оставим на 5-7 суток.

Результаты измерений после двух суток представлены в подборке фото ниже.

Первое фото — естественный фон по гамме в помещении; Второе фото — плотность потока бета частиц (за вычетом фоновой гаммы). Нормой считается поток не более 0.02 тысяч на квадратный сантиметр в минуту. Имеем превышение грубо в 32 раза; Третье фото — мощность гамма излучения. Нормой считается не более 0.3 мкЗв/час. Имеем условное небольшое превышение. Но по сравнению с естественным фоном регистрируется превышение в 3 раза; Четвёртое фото — бета + гамма условно (со снятым гамма-фильтром).

Итого: даже такое небольшое количество СПД даёт вполне осязаемые и измеряемые результаты далеко не самым хорошим дозиметром-радиометром.

Мне попадались приборы с СПД, которые давали даже через родное стекло (т.е. с расстояния около 3 см) мощность потока гамма-излучения около 80-100 мкЗв/час… Это уже достаточно ощутимый результат (даже несмотря на то, что с расстоянием мощность потока гамма-излучения относительно быстро падает)…

А на этом на сегодня всё, с уважением, Андрей Савченко.

Список использованной литературы:

  1. Коротко о радиолюминесценции
  2. Кратко о радоне
  3. Kate Moore. The Radium Girls: The Dark Story of America’s Shining Women // США. Naperville: Sourcebooksruen. — 2017. — 496 с. (в переводе: Иван Чорный. Радиевые девушки. Скандальное дело работниц фабрик, получивших дозу радиации от новомодной светящейся краски // М.: Эксмо. — 2019. — 464 с)
  4. Стоит ли бояться радиации? | Лекции по медицине – врач Алексей Водовозов | Научпоп
  5. Радиоактивные тумблеры-выключатели. Изучаем этот любопытный предмет!