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Teufen, ca.1970 TRITIUM Leuchtfarben, N.N, Radium - Chemie, ca. 1994 Strahlende Uhr, J.Gehl, Uhren Magazin, Leserbrief, 2/1991, S.6f "Bombe" am Handgelenk, Uhren Magazin, N.N., 6/1991, S.122 Der leise Tod, Alte Russenuhren strahlen lebensgefährlich, Uhren Magazin, N.N., 10/1993, S.130 Russenuhren im Strahlentest, Uhren Magazin, N.N., 3/1994, S.78f Tritium strahlt durch Plastik, Uhren Magazin, N.N., 3/1994, S.79 Der Stoff aus dem die Ziffern sind, Uhren Magazin, N.N., 11/1995, S.146 Leuchtmittel: Welche Stoffe verwendet werden, Uhren-Magazin, N.N., 5/00, S.78 The Swiss Watch D ( N.N. o.J. ) ca. 1962 Radioaktivität der Leuchtzifferblätter? Kurz nach dem Ersten Weltkrieg war die schweizerische Uhrenindustrie auf den Gedanken gekommen, durch Beigabe von natürlichen radioaktiven Substanzen zu Zinksulfidkristallen einen leuchtenden Farbstoff herzustellen. Die Uhren konnten somit auch im Dunkeln abgelesen werden. ohne elektrische oder mechanische Eingriffe. In jener Zeit kannte man die Erscheinungen der Radioaktivität noch kaum. Die «International Commission on Radiological Protection» stellte jedoch seit 1928 Empfehlungen auf, die den meisten nationalen Vorschriften auf diesem Gebiet als Grundlage dienen. Die Öffentlichkeit wurde sich dieser Probleme hauptsächlich nach den Atomexplosionen richtig bewußt. Verschiedentlich wurden in Zeitungsartikeln die Strahlungsgefahren in dem Masse übertrieben, daß sich viele Menschen fragten, ob nicht das Tragen einer Uhr mit Leuchtzifferblatt Gefahr in sich berge. Die schweizerische Uhrenindustrie konnte an dieser Verwirrung nicht stillschweigend vorbeigehen. Vielmehr empfand sie es als ihre Aufgabe, die gesamten Probleme der Leuchtzifferblattuhren mit wissenschaftlicher Genauigkeit zu überprüfen. Ihr vornehmstes Ziel war dabei, auf Grund der Ergebnisse nur solche Uhren herzustellen, die ihre Träger keinerlei Gefahren aussetzen. Die Aufstellung einer gültigen Norm schien ihr erwünscht, um von seiten der Uhrenfabrikanten jede Übertreibung zu verhüten und im täglichen Leben das Niveau der ionisierenden Strahlungen so niedrig wie möglich zu halten. Reglemente Einige Länder, die zu den besten Kunden unserer Uhrenindustrie gehören, haben besondere Reglemente eingeführt oder die Anwendung von internationalen Reglementen (beispielsweise die von der Euratom) vorgeschrieben. Leider stimmen aber diese Reglemente keineswegs alle miteinander überein. Was in einem Land erlaubt ist, steht in einem anderen unter Verbot. Als Beispiel sei der Fall des Radiums angeführt. dem zur Zeit in den Vereinigten Staaten keine Beschränkungen auferlegt sind, das hingegen in Deutschland verboten ist. Für das Promethium trifft praktisch das Umgekehrte zu. Der Uhrenfabrikant kann nicht immer zum voraus wissen, in welches Land die eine oder die andere von seinen Uhrenserien ausgeführt wird. Somit ist es für ihn besonders schwierig, so widerspruchsvollen Reglementen immer zu entsprechen. Zudem sind diese Widersprüche auch vom wissenschaftlichen Gesichtspunkt aus betrachtet weder logisch noch zufriedenstellend. Schon aus diesem Grunde hofft die «Fédération horlogére» (FH) auf die internationale Annahme der von ihr ausgearbeiteten Norm. Untersuchungen In diesem Zusammenhang muß daran erinnert werden, daß der Mensch natürlichen Strahlungen ständig ausgesetzt ist, namentlich kosmischen und vom Boden ausgehenden Strahlungen. Dies beweist, daß unter einer bestimmten Schwelle Strahlungsstörungen für den Menschen nicht zu befürchten sind. Es ergibt sich aus Untersuchungen, daß die Wirkung von Strahlungen, die von einem einzigen Zifferblatt ausgesendet werden, auf die Einzelperson überaus gering ist, teils weil für je ein Zifferblatt eine ganz kleine Menge von Leuchtstoff verwendet und anderseits weil die Uhr auf dem Handgelenk getragen wird, das nicht zu den empfindlichen Teilen des menschlichen Körpers gehört . Die Untersuchungen und Berechnungen ergeben weiterhin einwandfrei, daß eine Uhr mit normalem Leuchtzifferblatt für den Träger selbst überhaupt keine, für seine Nachkommenschaft eine sehr geringe, ja vernachlässigbare Gefahr darstellt. Auf Grund ihrer Arbeiten vermochte die Kommission eine Sicherheitsnorm festzusetzen, deren Text nachstehend angegeben ist und welche die für die verschiedenen von der Uhrenindustrie am häufigsten verwendeten Isotope die Grenzen der zulässigen Aktivität für eine einzelne Uhr bestimmt. Dieses Vorgehen erlaubt eine viel genauere Bezeichnung der höchstzulässigen Mengen, als wenn sie in Dosisleistungen ausgedrückt werden. Nur in den seltenen Fällen von Taschenuhren wurde das Verwenden von Radium verboten, und zwar weil diese Uhren direkt am Körper getragen werden und die durch die Haut aufgenommcne Strahlungen die höchstzulässige Dosis überschreiten. Im Namen der schweizerischen Uhrenindustrie wurde 1963 ein schweizerisches Projekt zwecks internationaler Vereinheitlichung der nationalen Reglemente für Uhren mit Leuchtzifferblättern der OECD (Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) vorgelegt. The Swiss Watch o.J. ca.1964 Oskar W. Thüler, dipl. phys. ETH Radioaktive Leuchtzahlen in der Uhrenindustrie Oskar W. Thüler wurde 1923 in Bern geboren. Er studierte an der Eidg. Technischen Hochschule in Zürich, wo er im Jahre 1948 das Diplom in experimenteller Physik erwarb. Von 1949 bis 1955 weilte er zu Forschungszwecken in den Vereinigten Staaten, bis ihn im gleichen Jahre die Firma Merz Benteli S.A., Bern-Bümpliz, zum Technischen Leiter ihrer Leuchtfarbenabteilung ernannte. Im Gegensatz zur vielfach vorhandenen Meinung und trotz vieler ungeklärter Fragen in der Strahlenbiologie gehört der Strahlenschutz zu den mit größter Umsicht und Sorgfalt studierten Problemen der industriellen und öffentlichen Hygiene. Es ist bezeichnend, daß nach sorgfältig geführten Statistiken in den USA die «Atomindustrie» außer der Kommunikationsindustrie die niedrigste Unfall- und Arbeitsausfallinzidenz aufweist und dies, trotzdem die Aufgaben gewaltig und dringend, die Gefahren groß und unbekannt waren. Nur ein kleiner Teil der Unfälle und Krankheiten sind zudem direkt dem Umgang mit radioaktiven Materialien zuzuschreiben! Die radioaktiven Leuchtfarben haben in letzter Zeit zu vielen Diskussionen Anlaß gegeben. Es werden in verwirrender Fülle und mit wenig Koordinierung zwischen den einzelnen Ländern und Institutionen neue Reglemente aufgestellt, Kontrollen verlangt und neuartige Leuchtfarben angeboten. Wir wollen hier versuchen, die wichtigsten Tatsachen über die Art der Gefährdung zusammenzufassen, wie sie sich aus der Arbeit vieler nationaler und internationaler Fachgremien ergeben hat. Ferner werden wir die verschiedenen Leuchtfarben bezüglich ihrer Eignung für die Uhrenindustrie beschreiben und zwar vom Standpunkt ihrer technischen Eigenschaften und des Strahlenschutzes. Die heute geltenden Vorschriften und Normen in den wichtigsten Ländern werden dabei berücksichtigt. Es müssen deutlich zwei verschiedene Problemkreise unterschieden werden. Einmal sind natürlich diejenigen Leute zu schützen, die in der Uhrenindustrie mit radioaktiver Leuchtfarbe arbeiten. Es handelt sich um eine kleine Berufsgruppe, die aber mit relativ großen Mengen radioaktiver Materialien umgehen und dies in der Form «offener» Strahlungsquellen. Bei ihnen besteht die Möglichkeit einer Inkorporation von radioaktivem Material via Atemwege oder Verdauungskanal in den Körper. Hier haben wir es eigentlich mit einem Problem der industriellen Hygiene zu tun. Der Strahlenschutz ist um so einfacher und die Gefährdung um so geringer, je niedriger die Radiotoxizität des Radionuklides ist, der zur Herstellung der Leuchtfarbe verwendet wird. Die Richtlinien der Europäischen Atomgemeinschaft (Euratom) teilen alle Radionuklide in die vier Klassen sehr hoher, hoher, mittlerer und niedriger Radiotoxizität ein. Diese Einteilung erfolgt unter Berücksichtigung aller maßgebenden Daten wie Halbwertszeit des Radionuklides, die Art seiner radioaktiven Strahlung, sein metabolisches Verhalten im menschlichen Körper u.s.f. Wir werden bei der Diskussion der einzelnen Leuchtfarbentypen die Radiotoxizitätsklasse anführen. Anders ist es für die uhrentragende Bevölkerung. Hier handelt es sich viel eher um ein Problem der öffentlichen Hygiene, weil ein großer Bruchteil der Bevölkerung davon betroffen wird; doch sind die Aktivitäten und Strahlungsintensitäten da viel kleiner. Alle Untersuchungen und eine fast 50jährige Erfahrung mit radioaktiven Leuchtfarben weisen daraufhin, daß nur eine unter vielen möglichen Arten der Strahlenschädigung hier eine Rolle spielt, und zwar die mutationserzeugende Wirkung der ionisierenden Strahlen, welche die menschlichen Keimdrüsen erreichen und genetische Schäden verursachen. Weder die Ganzkörperbestrahlung durch die Uhr, noch die lokale Bestrahlung des Handgelenks oder der Augen fallen in Betracht; damit fallen auch die Auswirkungen, mit denen man im allgemeinen Strahlenschäden identifiziert (Leukämie, Krebs, Verbrennungen, Katarakte) weg. Die genetischen Schäden am menschlichen Erbgut müssen nach Ansicht der Biologen unter allen Umständen auf ein Minimum reduziert werden. Dies gilt sogar für so kleine «genetische Belastungen», wie sie durch Uhren mit den bisher fast ausschließlich verwendeten Radiumleuchtfarben erzeugt werden. Viele Schätzungen und Untersuchungen haben ergeben, daß die genetische Strahlenbelastung durch die Uhr etwa 1 bis 3 % des überall vorhandenen Strahlungsuntergrundes beträgt, und daß diese Zunahme die natürliche Mutationsinzidenz um etwa 1°/oo erhöht. Sie ist sehr klein, aber nicht ganz vernachlässigbar. Die Erzeugung genetischer Schäden setzt eine durchdringende Strahlung voraus, damit die Keimzellen überhaupt erreicht werden können. Eine solche ist bei Radium 226 leider vorhanden. In unserer Firma haben wir aus diesem Grunde schon ab 1955 die jeweils erhältlichen, künstlich erzeugten Radionuklide auf ihre Eignung als Aktivator für Leuchtfarben untersucht. Auf Grund der bekannten Daten kamen Strontium 90, Thallium 204, Promethium 147, Kohlenstoff 14, Wasserstoff 3 (Tritium) und einige Transuranelemente in Frage. Sie alle, außer vielleicht Strontium 90, weisen einen absolut vernachlässig baren Anteil durchdringender Strahlung auf, so daß mit einer genetischen Gefährdung nicht zu rechnen ist. Einige Kandidaten scheiden bei näherer Betrachtung aus. Strontium 90 gehört mit Radium 226 zu den Radionukliden mit höchster Radiotoxizität. Leuchtfarben auf dieser Basis bedeuten keinen Fortschritt, ja wir schätzten, daß die Gefahr bei der Verarbeitung noch größer sei als bei Radiumleuchtfarben und haben sie deshalb nie an die Uhrenindustrie geliefert. Einige Unfälle mit solchen Leuchtfarben haben diese Auffassung bestätigt, und in der Folge hat die «Federation suisse des associations de fabricants d'horlogerie» (F. H.) die betreffenden Leuchtfarbenhersteller und die Uhrenfabrikanten angewiesen, diese Leuchtfarben nicht mehr zu verwenden. Ferner fällt Kohlenstoff 14 außer Betracht, da der Preis nicht tragbar ist. Thallium 204 fällt ebenfalls aus, da es keine Vorteile gegenüber dem preislich viel günstigeren Promethim 147 bietet. Auch die Verwendung gewisser Transuranelemente bei der Leuchtfarbenherstellung ist eine reine Frage der Erhältlichkeit und Wirtschaftlichkeit. Praktisch kommen deshalb nur noch die Leuchtfarben auf der Basis von Radium 226, Tritium und Promethium 147 in Frage. Sie wurden bisher fast ausschließlich verwendet und können, mit Ausnahme von Deutschland auch weiterhin verwendet werden, allerdings unter Beachtung einer oberen Grenze der Radiumaktivität pro Uhr. Die Federation Horlogere (F. H.) ist nach einer gründlichen Prüfung der bekannten Strahlenschutzvorschriften in allen übrigen Ländern zur Auffassung gelangt, daß 0,1 Mikrocurie Ra 226 pro Uhr im Mittel für eine Produktionsserie zugelassen sein sollte, wobei einzelne Uhren bis 0,15 Mikrocurie aufweisen dürfen («Projet des normes concernant la radioactivite des montres a cadrans luminescents pour l'industrie horlogere Suisse», vom März 1962). Diese Aktivitäten genügen, um eine Uhr dermassen mit Radiumleuchtfarbe zu versehen, daß sie bequem nachts gelesen werden kann. Offizielle Kontrollen werden keine verlangt. Besondere Formalitäten existieren nicht. Durch relativ einfache Anweisungen der Leuchtfarbenlieferanten an die Verarbeiter lässt sich die Aktivität im zugelassenen Rahmen halten. Anders ist die Situation in Deutschland. Dort ist in Anlehnung an die Direktiven der «Euratom» eine Strahlenschutzverordnung in Kraft, die seit Anfang dieses Jahres auch auf Uhren angewendet wird. Entsprechend dieser Verordnung ist die Verwendung von Radiumleuchtfarben auf Uhren praktisch nicht mehr möglich, da die zugelassenen Aktivitäten kaum eine genügende Helligkeit ergeben. Die F.H. hat Schritte auf diplomatischer Ebene unternommen, um die Inkraftsetzung dieser Vorschriften bezüglich Radiumuhren auf den 3. Juli dieses Jahres zu verschieben zur Erleichterung der Umstellung. Eine Antwort steht noch aus. Jedenfalls besteht in Deutschland eindeutig die Absicht, die Radiumleuchtfarben zu unterdrücken, und es ist zu erwarten, daß die anderen der «Euratom» angeschlossenen Länder im Laufe der nächsten Jahre eine ähnliche Haltung einnehmen werden. In den USA hingegen sind Radiumuhren mit der oben erwähnten Aktivität ohne jegliche Formalitäten zugelassen. Die Bestrebungen, die Radiumleuchtfarben zu ersetzen, sind gerechtfertigt. Radium 226 gehört zu den Radionukliden mit sehr hoher Radiotoxizität. Ein Anteil durch dringender Gammastrahlung bedeutet eine gewisse, wenn auch fast vernachlässigbare genetische Gefährdung für die Bevölkerung (diese Gefährdung ist etwa vergleichbar mit der theoretischen Gefahr, einige hundert Meter höher über Meer zu leben, da die Zunahme an kosmischer Strahlung etwa dieselbe genetische Strahlenbelastung darstellt). Tritiumleuchtfarben Diese neuen Leuchtfarben scheinen im Moment alle Probleme zu lösen. Sie sind in allen Ländern zugelassen und sind auch unseres Erachtens die ideale Leuchtfarbe der Zukunft. Tritium gehört zu den Radionukliden niedriger Radiotoxizität. Das Durchdringungsvermögen seiner Strahlung ist so gering, daß die Oberfläche der geschlossenen Uhr als strahlungsfrei bezeichnet werden kann. Leider aber sind hier die technischen Schwierigkeiten bei der Herstellung der Leuchtfarbe am größten. Damit die Betastrahlen des Tritiums mit ihrer sehr kleinen Reichweite die Zinksulfidkristalle erreichen, muß tritiumhaltiges Material in sehr dünner Schicht auf die Oberfläche dieser Kristalle gebracht werden. Dieses Material muß pro Gramm Aktivitäten der Größenordnung 100 Curie Tritium enthalten. Dabei absorbiert es unter seiner eigenen Strahlung pro Gramm und Sekunde etwa 1000 erg (d.h. I Million rad pro Tag). Die Anforderungen an die Strahlungsstabilität sind so mit ungeheuer. Auf Grund der Erfahrungen bei der Entwicklung dieser Leuchtfarben und der Prüfung sämtlicher erhältlicher Tritiumleuchtfarben muß darauf geschlossen werden, daß allen Anstrengungen bisher noch kein genügender Erfolg beschieden war. Alle zeigen Helligkeitsabnahmen von 40 % bis 70 % pro Jahr bei Helligkeitsstufen, wie sie üblicherweise auf Armbanduhren verwendet werden. Abgesehen davon, daß der Preis bedeutend höher ist als derjenige von Radiumleuchtfarben, bestehen leider auch sehr komplizierte Bescheinigungs- und Kontrollvorschriften, vor allem bezüglich der Ausfuhr von Uhren mit Tritiumleuchtfarben nach den USA. Es braucht gegenwärtig Pioniergeist, um sich durch diesen Formularwald zu kämpfen. Der Hersteller der Leuchtfarbe muß seine Produkte von der «US Atomic Energy Commission» (AEC) vom Standpunkt des Strahlenschutzes aus begutachten lassen. Auch der Importeur von Uhren mit Tritiumleuchtfarbe in den USA muß im Besitze einer AEC-Lizenz sein. Diese Lizenz verpflichtet ihn dazu, mit jeder eingehenden Sendung eine Bescheinigung darüber beizubringen, daß der Hersteller gewisse Qualitätskontrollen an Cadran und Zeigern durchgeführt hat. Die Herkunft der Tritiumleuchtfarben auf den Uhren der einzelnen Sendungen muß vom Hersteller über den Setzer und den Uhrenfabrikanten bis zum Importeur lückenlos bescheinigt werden, und über die verwendeten Mengen Tritium muß Buch geführt werden. Die Qualitätskontrolle selber erstreckt sich auf die Haftfestigkeit der Leuchtfarbe auf Zifferblatt und Zeiger und auf die Wasserlöslichkeit des radioaktiven Materials in der Form gesetzter Leuchtfarbe. Eine Bescheinigung über ähnliche Qualitätskontrollen wird in Deutschland und Frankreich verlangt, doch sind dort anscheinend die Formalitäten einfacher. Promethium-147-Leuchtfarben Die Leuchtfarben auf der Basis des Spaltproduktes Promethium 147 wurden in der Schweiz bisher kaum angeboten, sind aber durch die erwähnten deutschen Strahlenschutzvorschriften in letzter Zeit in den Vordergrund gerückt. Durch diese Vorschriften werden einerseits die Radiumleuchtfarben unterdrückt, andererseits die Promethiumleuchtfarben eher bevorzugt. Ihre Herstellung und Verarbeitung bietet keine technischen Schwierigkeiten. Der Helligkeitsverlust ist hauptsächlich bestimmt durch die radioaktive Halbwertzeit von 2,6 Jahren des Promethiums 147, d.h. die Helligkeit geht auf die Hälfte in 2,6 Jahren, auf einen Viertel in 5,2 Jahren und einen Achtel in 7,8 Jahren usw. zurück. Sie sind also in dieser Beziehung bedeutend besser als die Tritiumleuchtfarben des gegenwärtigen Entwicklungsstandes. Da Promethium 147 bedeutend billiger ist als Radium und Tritium, ist es noch einigermassen wirtschaftlich, auch wenn die Anfangshelligkeit so hoch gewählt wird, daß z. B. ein Achtel davon (nach sieben bis acht Jahren) eine zur Ablesung ausreichende Helligkeit ergibt. Leider sind Promethium-147-Leuchtfarben in den USA ausdrücklich verboten. Die Ausfuhr von Uhren mit solcher Leuchtfarbe nach den USA wäre zur Zeit juristisch gesehen dasselbe Vergehen, wie seinerzeit die Ausfuhr von Uhren mit Strontium 90-Leuchtfarbe.Vom Standpunkt des Strahlenschutzes hingegen sind Promethiumleuchtfarben unvergleichlich günstiger als Radium- und Strontiumleuchtfarben. Promethium 147 gehört zur Klasse der Radionuklide mittlerer Radiotoxizität und weist keine durchdringende Strahlung auf, die eine genetische Gefährdung bedeuten könnte. Das an sich unverständliche Verbot der Promethium-147-Leuchtfarbe in den USA geht auf die geschichtlich bedingte Trennung der Aufsicht über künstlich erzeugte und natürlich radioaktive Stoffe zurück. Die künstlich erzeugten, wie Tritium, Strontium 90, Promethium 147, unterstehen der sehr strengen, zentralen Kontrolle der «US Atomic Energy Commission»; die natürlich radioaktiven Stoffe, wie Radium, Mesothorium, Polonium, dagegen unter stehen einer uneinheitlichen Kontrolle der Behörden in den einzelnen Staaten. Aus dieser Darlegung geht hervor, daß keine der erwähnten Leuchtfarben nur Vorzüge vereinigt. Den Herstellern von Leuchtfarbe fällt die Aufgabe zu, eine Tritiumleuchtfarbe von ausreichender und gleichzeitig genügend stabiler Helligkeit zu entwickeln. An Anstrengungen in dieser Richtung fehlt es in der Schweiz nicht. Bedeutende Fortschritte wurden bereits erzielt *. In absehbarer Zeit dürfte die Aufgabe, Uhren mit selbstleuchtenden Zeichen ohne jegliche radioaktive Strahlung herzustellen, gelöst sein. Die Verwendung von Radium- und Promethiumleuchtfarbe, je nach dem Bestimmungsland der Uhr, muß die Zwischenzeit überbrücken. *Anmerkung der Redaktion: Gewisse Uhrenfabrikanten verwenden bereits Tritiumleucht farben zu ihrer vollen Zufriedenheit. The Swiss Watch D ( N.N. o.J. ) ca. 1963 Tritium: Radium-Leuchtzifferblätterfür Taschenuhren sollen verboten werden Der Schweizerischen Vereinigung für Atomenergie wurde von der Sektion für Strahlenschutz des Eidg. Gesundheitsamtes über die schweizerischen Verhältnisse berichtet: In der Schweiz ist die Sektion für Strahlenschutz seit längerer Zeit in Kontakt mit der «Federation Horlogere» (FH), um die Radioaktivität der Leuchtzifferblätter im Hinblick auf die kommende eidgenössische Strahlenschutzverordnung zu normieren... Die wissenschaftlichenUnterlagen für die anzustellenden Überlegungen stammen zum größten Teil von Prof. J. Joyet (Zürich). Der Entwurf für die schweizerischen Vorschriften ist zur Zeit fertig ausgearbeitet, und er wurde bereits der OECE vorgelegt, damit dieselben Normen international anerkannt werden. Für Leuchtzifferblätter, die mit radiumhaltiger Leuchtfarbe aktiviert sind, wird eine Aktivität von 0,1 Mikrocurie pro Uhr gestattet. Bei Taschenuhren ist die Situation in bezug auf die Strahlenbelastung des Trägers deshalb viel ungünstiger, weil die Uhr unmittelbar amKörper in der Nähe der Keimdrüsen getragen wird und weil zudem das Zifferblatt meist gegen den Körper gekehrt ist. Nach den Erhebungenvon Prof. Joyet beträgt die Strahlenbelastung der Keimdrüsen des Trägers oder der Trägerin einer Armbanduhr im Durchschnitt etwa sieben Milliröntgen pro Jahr. Für Träger von Taschenuhren mit radiumhaltigen Leuchtzifferblätternliegt sie um ein Mehrfaches höher. Die Verwendung von radiumhaltiger Leuchtfarbe für Taschenuhren soll daher auch in den schweizerischen Vorschriften verboten werden. Außer dem Radium kommt für Leuchtfarben heute in erster Linie das viel harmlosere Tritium in Betracht: Uhren, die mit tritiumhaltiger Leuchtfarbe versehen sind, geben nach außen überhaupt keine messbare Strahlung ab, da das Tritium nur eine sehr weiche Bestrahlung mit einer Energie von 0,018 MeV emittiert, welche durch das Uhrenglas vollkommen aufgehalten wird. Die radiumhaltigen Leuchtfarben sollen nach und nach vollständig ausgeschaltet werden. Dies gilt vor allem auch für diejenigen Anwendungen, wo die Leuchtfarbe nicht durch ein Glas abgedeckt ist, sondern direkt berührt kann, wie es zum Beispiel bei den Leuchtmarken an Bussolen, Funkgeräten u. a. der Fall ist. Beilage zur deutschen Uhrmacher-Zeitschrift Nr. 9/1965 Der Leuchtstoff Trilumin und seine Verwendung Trilumin ist das Warenzeichen eines selbstleuchtenden Leuchtstoffes. Seine Anwendung ist den üblichen radioaktiven Leuchtpigmenten ähnlich, unterscheidet sich jedoch in folgenden Eigenschaften: Es ist strahlungsunschädlich. Die Energie des verwendeten Isotops ist so gering, daß sie innerhalb des Leuchtstoffes absorbiert wird. Trilumin-Leuchtstoffe können auch in sehr hohen Leuchtdichten hergestellt werden. Diese Leuchtstoffe haben zu gleich phosphoreszierende Eigenschaften, d.h. wirkt Tages oder Kunstlicht auf sie ein, so wird Lichtenergie aufgenommen und im Dunkeln bei Aufrechterhaltung ihrer bleibenden, eigenen Lichtenergie langsam wieder abgegeben. Diese zusätzliche Leuchtwirkung überbrückt die Anpassungszeit des Auges, besonders bei Leuchtstoffen mit niedriger eigener Leuchtdichte. Dies ist beim häufigen Wechsel zwischen Hell und Dunkel vorteilhaft. Der primäre Energieträger, das überschwere Wasserstoffisotop Tritium, hat eine Halbwertzeit von 12,26 Jahren, d. h. in 12 1/4 Jahren ist die anregende Energie auf die Hälfte zurückgegangen. Bei der Herstellung der Trilumin-Leuchtstoffe werden Leuchtpigmente (Zinksulfid oder Zinkcadmiumsulfid) verwendet, die auch phosphoreszierende Eigenschaft haben. Zur Vermeidung von Zersetzungserscheinungen (das Leuchtpigment wird grau) ist der Leuchtstoff vor Feuchtigkeit zu schützen. Das geschieht durch die Wahl eines entsprechenden Bindemittels. Daher sind Lacke zu verwenden, welche nur Spuren von Feuchtigkeit aufnehmen. Die Lösungsmittel und Weichmacher müssen neutral sein. Bei anderen Bindemitteln ist darauf zu achten, daß neben der geringen Wasseraufnahme der verwendete Kunststoff keine sauren Bestandteile abspaltet, da Säuren den Leuchtstoff ebenfalls zerstören. Emulsionsbinder sollten nicht verwendet werden, da diese eine zu hohe Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen. Wasserglasbinder sind wegen der hohen Alkalität für Leuchtstoffe ungeeignet. Wegen der Schutzvorschriften werden sich die Leuchtstoffe aus dieser Gruppe weiter einführen. NN o.J. ca 1965 Die Uhren mit Leuchtausstattung sind ein heikles Problem geworden. Zahlreiche Länder haben unterschiedliche Anordnungen erlassen über den Verkehr mit radioaktiven Stoffen. Bis etwa 1950 (ab 1930) erfolgte die Leuchtausstattung hauptsächlich Radium 226, das zur Leuchtanregung des Zinksulfids verwendet wurde. Mesothorium I (Radium 228) und Radiothorium (Thorium 228) wurden seltener angewendet. Ihre a-Teilchen bewirken Lumineszenzanregung, und diese werden von der Leuchtfarbe absorbiert; jedoch dringen die von Zerfallsprodukten ausgesandten b-Strahlen durch das Uhrglas nach außen. Seit ab 1950 billige Spaltprodukte des Uran zur Verfügung stehen, wurde aber auch Strontium 90-Yttrium 90 benutzt, dessen harte b-Strahlen Handgelenkschäden verursachten, was zum Verbot für Leuchtzifferblätter führte. Nur für Spezialuhren wird Radium 226 in Ausnahmefällen verwendet; in der Schweiz muß der Erwerber einer solchen Uhr - erlaubt bis 1,5 mCi (Mikrocurie) - wenn sie nicht am Handgelenk getragen wird - mit einer Unterschrift bestätigen, daß er vom Inhalt eines vom Eidg. Gesundheitsamt genehmigten Merkblattes Kenntnis genommen hat. In diesem Merkblatt ist die Aktivität der Uhr festgehalten, und es wird empfohlen, die Uhr nur bei besonderen Tätigkeiten zu tragen, für die sie bestimmt ist. Die unterschiedliche Behandlung von Taschen- und Armbanduhren in den Gesetzen für die Leuchtausstattung ergibt sich dadurch, daß die Taschenuhren in der Nähe der Hüfte getragen werden, und zwar mit dem Leuchtzifferblatt gegen den Körper. Es ist dann möglich, daß die radioaktive Strahlung im Laufe der Zeit eine schädliche genetische Wirkung hervorruft. Armbanduhren werden jedoch so getragen, daß das Leuchtzifferblatt vom Körper abgewandt ist; außerdem werden die Strahlung durch die Stahlplatte abgeschwächt, die sich zwischen Zifferblatt und Handgelenk befindet. Handelsüblich werden gegenwärtig Promethium und Tritium benutzt, die wesentlich schwächere Nuklide sind. Immerhin sind auch sie noch stark genug, um beispielsweise Einfuhranzeigen mit Angabe der Aktivität - in Millicurie - notwendig machen. Während Uhren mit radioaktiven Stoffen mit der Post befördert werden dürfen, dürfen Uhrenzeiger mit radioaktiver Leuchtmasse - da sich dann ihre Wirkung durch die Menge der Zeiger vervielfacht - nur dann von der deutschen Post befördert werden, wenn die Sendung höchstens 1 mCi Tritium, 1 mCi Promethium 147 oder 0,0001 m Ci Radium 226 enthält! Beim Uhrmacher ist gleichfalls Strahlengefährdung möglich, wenn größere Mengen Leuchtzeiger aufbewahrt werden; und die zuständigen Gewerbeaufsichtsämter sind entsprechend vorsichtig. Es sollen nicht mehr als 20 Paar Leuchtzeiger auf Lager gehalten werden, ihr Aufbewahrungsort sollte von den normalen Arbeitsstellen weit entfernt sein, um jede Dauerbestrahlung auch im ungünstigsten Fall auszuschließen. Obwohl der Uhrmacher selten oder gar nicht in die Lage kommt, entsprechende Messungen vorzunehmen, mögen die einschlägigen Maßeinheiten angegeben sein: -Das Curie ist das Maß der Radioaktivität. Das Millicurie ist der 1000. Teil eines Curie. 1 Curie ist dann gegeben, wenn in einer radioaktiven Substanz 37 Milliarden Atomkernzerfälle in jeder Sekunde stattfinden. Die Radioaktivität von 1 Gramm Radium entspricht etwa 1 Curie. -Das Röntgen ist eine physikalische Einheit der Menge energiereicher Ladung, beispielsweise der Röntgen- oder Gammastrahlung. Das Milliröntgen ist der 1000. Teil eines Röntgen. Man nennt eine energiereiche Strahlung auch ionisierende Strahlung. Dabei versteht man unter Ionisation einen Vorgang, bei dem unter der Strahleneinwirkung Elektronen von den äußeren Schalen der Atome gelöst werden und dadurch Ionen, d.h. geladene Atome oder Moleküle entstehen. Wenn in einem Kubikzentimetermeter Luft unter Normalbedingungen etwa 2 Milliarden Atome der darin befindlichen Gase solche Ionisation erlitten haben, hat etwa die Strahlenmenge von einem Röntgen eingewirkt. 600…800 Röntgen bewirken als Ganzkörperbestrahlung den Tod des Menschen durch Strahlenkrankheit. Heute wird der Uhrmacher kaum noch wie früher Leuchtzeiger neu mit Leuchtfarbe ausfüllen! Die Leuchtmasse wurde mit Bindemittel angerührt und von der Unterseite mit einem Glasstäbchen in die Skelettzeiger gestrichen. Zu dick gewordene Paste mußte mit dem Verdünnungsmittel wieder geschmeidiger gemacht werden. Bequemer und einfacher - auch billiger - ist es, neue Leuchtzeiger aufzusetzen, zumal sie viel schnellere Arbeitsweisen ermöglichen: man braucht nicht erst warten bis die Leuchtmasse getrocknet ist, sondern kann die Zeiger sofort aufsetzen und damit die Uhr fertig aus der Hand legen. o.J. ca. 1968 Tritium-Leuchtfarben: Herstellung und Verwendung Kamil Krejci, Radium Chemie A. Zeller&Co., Taufen Nach den Statistiken des Eidg. Gesundheitsamtes über die schweizerische Ein- und Ausfuhr von radioaktiven Stoffen figuriert die Leuchtfarbenindustrie als größter Verbraucher von Radioisotopen. Die Firma Radium-Chemie, welche, auch weltweit betrachtet, zu den führenden Produzenten von radioaktiven Leuchtfarben gehört, spielte eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von radio aktiven Leuchtfarben und gilt als Hauptlieferant der schweizerischen Uhrenindustrie. Welche Probleme eine solche Produktion mit sich bringt. und was für technische Einrichtungen dazu erforderlich sind, behandelt der folgende Artikel. Wir hoffen, daß er dem Techniker und anderen Interessenten nützlich ist und zudem Anregungen gibt. Leuchtfarben in der Praxis sinnvoll einzusetzen.  Lumineszenz, Radiolumineszenz Lumineszenzenzerscheinungen, denen wir praktisch jeden Tag vor dem Bildschirm oder beim Ablesen von Weckern und Armbanduhren in der Dunkelheit begegnen, sind in ihrem Grundprinzip für den Laien noch zu wenig bekannt. Was versteht man unter Lumineszenz? Lumineszenz ist eine durch Energiezufuhr verursachte Lichtemmission, bei der im Gegensatz zur Temperaturstrahlung, keine Wärmeentwicklung entsteht. Weil das Licht eine Energieform ist, muß jedem Stoff der als Lichtquelle dienen soll, Energie in irgendeiner Weise zugeführt werden. Bei konventionellen Lichtquellen dient als Energiezufuhr eine Temperaturerhöhung. Für die Lumineszenzquellen unterscheiden wir, je nach Energieart -Kathodolumineszenz, wenn die Erregung durch Kathodenstrahlung erfolgt; - Photolumineszenz, im Falle der Erregung durch Licht; weiter - Chemielumineszenz, - Biolumineszenz, - Elektrolumineszenz, und als besondere Art die - Radiolumineszenz. Radiolumineszenz ist also eine Art Lumineszenzerscheinung, bei der die Erregung durch radioaktive Strahlen erfolgt Interessanterweise ist die technische Anwendung der Radiolumineszenz der erste industrielle Einsatz der Lumineszenzstoffe (Phosphore) und gleichzeitig der erste Einsatz der Radioaktivität Radioaktive Leuchtfarben Eine radioaktive Leuchtfarbe ist ein mechanisches Gemisch eines Phosphors mit einem radioaktiven Element, dessen Strahlung ein dauerndes Leuchten des Phosphors erzeugt. Eine breite Anwendung haben radioaktiv Leuchtfarben gefunden indem Zeiger und Ziffern von Uhren und Weckern markiert werden, um die Ablesbarkeit in der Dunkelheit zu ermöglichen. Die schweizerische Uhrenindustrie ist auch der größte Verbraucher von radioaktiven Leuchtfarben, obwohl sich, besonders in letzter Zeit, ein breites Feld von neuen Applikationen entwickelt hat. In der Flugzeug-, Kraftfahrzeugindustrie und in der Schiffahrt dienen die Leuchtfarben zur Markierung von Bordgeräten. Navigationsgeräten, sonstigen Meßgeräten, Schaltern, Kompassen und Armaturen, für Signaleinrichtungen, Wegweiser und zur Bezeichnung von Sicherheitseinrichtungen. Weitere technische Anwendungen haben die radioaktiven Leuchtfarben als Kalibrierungsquellen in photometrischen Einrichtungen, Vergleichsquellen in Lichtmeßgeräten und Aktivierungsquellen von Photozellen. Auswahl von Radionukliden Je nach Anwendungsgebiet wählt man von der ganzen Reihe natürlicher und künstlicher Radionuklide solche aus, die den Anforderungen der Technik und des Strahlenschutzes genügen. Die Entwicklung der letzten 50 Jahre verlief von ursprünglich radiumaktivierten (226Ra) Leuchtfarben über promethiumaktivierten (147-Pm) Leuchtfarben zu tritiumaktivierten (3H) Leuchtfarben welche sich in technischer und strahlenhygienischer Hinsicht als die geeignetsten Produkte behauptet haben. Als grundlegende Kriterien für die Auswahl von Radionukliden und deren Form für die radioaktiven Leuchtfarben gelten: a)Lumineszenz-Intensität und -Dauer die durch Menge, Energie und physikalische Halbwertszeit des verwendeten Radionuklides bedingt sind. b)Strahlenhygienische Parameter des verwendeten Radionuklides und seiner Form die einerseits für das Ausmaß der externen Strahlenbelastung maßgebend sind, andererseits bei eventueller Inkorporation durch das Stoffwechselverhalten die Ausscheidung bzw. Fixierung des verwendeten Radionuklides im Körper beeinflussen, was zur Abschätzung der Strahlendosen dient. c)Stabilität, Verarbeitungsfähigkeit und Resistenz gegenüber Außeneinflüssen, die durch die chemische Form und spezielle Behandlungen bestimmt sind. Die Tatsache daß heute in der Uhrenindustrie mehr als 98% Tritium Leuchtfarben verwendet werden (1,5 Promethium, 0,1% Radium) spricht für sich selbst.   Tritium-Leuchtfarben Das künstliche Radionuklid Tritium (3H) hat als der weichste Betastrahler (Max Energie 18,5 keV, mittlere Energie 5,7 keV) außerordentlich günstige strahlenhygienische Eigenschaften. Seine Durchdringtiefe im menschlichen Gewebe beträgt nur wenige tausendstel Millimeter, was die Wirkung der Außenbestrahlung praktisch auf Null setzt. Sein biologisches Verhalten im menschlichen Körper ist sehr günstig (die Hälfte der aufgenommenen Aktivität wird in 10 Tagen ausgeschieden). Tritium wird im Reaktor durch die Neutronen-Bestrahlung von Lithium erzeugt und in sehr reiner Form gewonnen. Bis heute existieren mehr als 30 verschiedene Methoden zur Herstellung von tritiumaktivierten Leuchtfarben. Stabilität, Lichtausbeute pro Aktivitätseinheit und vor allem die strahlenhygienischen Parameter in bezug auf die verwendet chemische Form der Tritium-Verbindung variieren von Methode zu Methode sehr stark. Die Firma Radium-Chemie hat in mehr als 12-jähriger Forschungsarbeit eine hochstabile, strahlenhygienisch einwandfreie und technisch ausgeglichene Form der Tritium-Verbindung entwickelt. Der aktive Tritiumträger ist ein kombiniertes, hochvernetztes Kopolymerisat auf der Basis von Polystyrol mit sehr hoher spezifischer Aktivität, welcher im Gemisch mit geeigneten Phosphoren eine maximale Lichtausbeute von 0,15 mcd/mCi erzielt.   Verfahrenstechnik 1. Phosphore Zur Herstellung der radioaktiven Leuchtpigmente werden als Phosphorekristalline Stoffe verwendet, meistens Zinksulfide und Zinksilikate, die mit Spuren von schweren Metallionen aktiviert sind. Die Aktivierung mit Metallsalzen ist eine Voraussetzung für die Lumineszenzfähigkeit der genannten Stoffe und hat mit der Energiezufuhr durch ein Radionuklid nichts zu tun. Nur speziell behandelte Phosphore mit besonders guten Eigenschaften in bezug auf Sensibilität zur Betastrahlung des Tritiums, Phosphoreszenz, Lichtbeständigkeit, Größe, Form und Regelmäßigkeit der Körner sind einsatzfähig. Eingefärbt werden die Phosphore mit organischen Farbstoffen, wodurch eine breite Farbskale entsteht. Diese Einfärbung bedingt allerdings eine Einbuße an Helligkeit, da alle Phosphore nur in reiner, unverfärbter Form die maximale Lichtausbeute aufweisen.   2. Tritium Tritiumgas, welches von den Lieferanten in speziellen Stahlbehältern in Mengen von 1000 - 10000 Ci geliefert wird (400 ml - 4000 ml Tritium-Gas) wird mittels Toepler-Pumpe umgepumpt und in metallischen Behältern als Urantritid UT3 gespeichert. Eine halbautomatische Vakuumanlage sorgt für Hochvakuum auf der ganzen Apparatur und dient zur Reinigung des auf Uran gebrachten Tritiums.   3. Hydrierungsprozess Im Prinzip unterscheidet sich eine Hydrierung mit Tritium-Gas nicht von einer Hydrierung mit inaktiven Wasserstoff. An die Präzision der katalytischen Hydrierung (Tritierung) werden jedoch wesentlich größere Anforderungen gestellt und die Arbeitsbedingungen sind erschwert durch Beachtung der Vorschriften des Strahlenschutzes. Die eigentliche Synthese ist eine partielle katalytische Hydrierung (Tritierung) eines Kohlenwasserstoffes mit dreifacher Bindung (Phenylacetylen) zu Kohlenwasserstoff mit Doppelbindung (Styrol) und nachträglicher Hochvakuumdestillation, welche zur Reinigung und Trennung des Produktes aus dem Hydrierungsgemisch dient. Gaschromatographische Kontrollen nach durchgeführter Hydrierung zeigen die ersten Hinweise für die Qualität zukünftiger Tritiumpigmente. Das synthetisierte, hochtritierte Monomer wird mit speziellen Zusätzen im geschlossenen System polymerisiert weiter in organischen Lösungsmitteln gelöst und auf die Zinksulfidkristalle gebracht. Ein Muster dieses Leuchtpigmentes wird für das Kontrollabor vorbereitet. 4. Kontrollmethoden Verschiedene Kontrollmethoden ermöglichen eine schnelle Bewertung der Qualität des erzeugten Pigmentes: a) Helligkeitsausbeute in Pulverform und in gestrichener Form durch Kalkulation und Bestimmung der spezifischen Aktivität des Pigmentes mittels totaler Verbrennung und photometrischer Bestimmung der Leuchtdichte. b) Resistenz des Anstriches durch den Lichtbeständigkeitstest unter tropenähnlichen Bedingungen (Sonnenstrahlung, Temperatur, Feuchtigkeit); Resistenz gegen korrosive Mittel und Temperaturschwankungen, Haftfestigkeit von Anstrichen mit verschiedenen Lacken. c) Löslichkeit des Tritiums im Wasser. d) Verarbeitungsfähigkeit, welche statistisch mit den gebräuchlichen Setzhalbautomaten Stylo und Luxomat getestet wird. e) Erst nach längerer Zeit kann eine Aussage über die Stabilität gemacht werden, welche durch die Messung des Leuchtdichteabfalles des Pigmentes in Pulverform und in getrichener Form bestimmt wird. Erfahrungswerte über Jahre zeigen, daß bei einer Erfüllung der Normen an Sofortkontrollen auch die Anforderungen an Dauerkontrollen eingehalten werden. Die Prüfmuster werden klassiert und während längerer Zeit als Referenzmuster gelagert. Erst nach Erfüllung dieser Prüfungsbedingungen erteilt das Kontrollabor die Freigabe zum Verkauf. 90% der Bestellungen werden innerhalb von 24 Stunden ausgeliefert, was eine einwandfreie Organisation, Vorausplanung und Markterfahrung verlangt. 5. Lacke Einen nicht weniger bedeutenden Zweig der Produktion stellt die Herstellung der Bindemittel und Verdünner dar. Diese werden je nach Wunsch und Applikationsart mitgeliefert. Man unterscheidet die Lacke nach der Verarbeitungsmethode (Stylo-Lacke, Maschinenlacke, Handlacke), nach dem zu belegenden Objekt (Zeigerlacke, Zifferblattlacke, Lacke zum Auftragen auf große Flächen) und nach der Beschaffenheit des Objektes (Metall, Plastik und Karton). Die Firma Radium-Chemie spielt somit auch die Rolle eines kleinen Lackbetriebes mit allen analytischen Aufgaben, jedoch mit unvergleichbar höheren Risiken in bezug auf den Anwendungsbereich.   Klassifizierung der Qualitäten und Farbnuancen der Tritium-Leuchtpigmente Die Firma Radium-Chemie liefert Tritium-Leuchtpigmente mit folgenden Werten:  Spezifische Leuchtdichte* Qualität   Aktivität (mcd/cm2)   mcd/g   mCi/g 2 40 0,32 6,3 3 100 0,80 16 4 160 1,25 25 5 220 1,75 35 6 320 2,50 50 7 400 3,15 63 8 500 4,00 80 9 600 4,80 96 10 750 5,60 112  *(1 ,mcd = 10-6 cd, 1 cd ist 1/60 der Lichtstärke, die 1 cm2 Oberfläche des schwarzen Körpers bei der Temperatur des erstarrenden Platins senkrecht zur Oberfläche besitzt.) Die oben aufgeführten Werte gelten für ungefärbtes Zinksulfid (ZnS natur). Jegliche Einfärbung des Pigmentes bewirkt eine Abschwächung der Helligkeit. Diese ist in gestrichener Form geringer als beim Pulver. ... Verarbeitung Die Verarbeitung der Leuchtmassen erfolgt je nach Objekt und Stückzahl durch Handauftrag, STYLO oder LUXOMAT. Größere Flächen werden mit speziellen Lacken durch Aufgießen belegt. Mit dem STYLO können sehr sauber Punkte, feine Striche und kleine Zahlen aufgetragen werden. Der Streichstift funktioniert nach dem Prinzip einer Füllfeder mit pneumatischer Steuerung und auswechselbaren Düsen. Für große Serien eignet sich die Zeller Lusomat-Druckmaschine, welche eine Variante des bekannten Siebdruckverfahrens darstellt. Sie ermöglicht präzisen Druck auf jedes Material, erzielt hohes Relief des Farbsauftrages, womit eine hohe Helligkeit gewährleistet wird. Dieses Relief resultiert aus einer Eigenentwicklung bei der Herstellung von Siebdruckschablonen. Die Maschine arbeitet auch im Dauerbetrieb zuverlässig und die Handhabung ist sehr einfach. Es existieren handbetätigte, pneumatische und elektronisch gesteuerte Modelle. Die Siebdruckschablonen werden dem zu bedruckenden Objekt individuell angepaßt. Die breite Auswahl von Produkten der Firma Radium-Chemie endet selbstverständlich nicht bei den Leuchtfarben und deren Verarbeitung. Alle speziellen Gebiete, welche die Verwendung von radioaktiven Isotopen zur Lichterzeugung betreffen, werden in systematischer Forschung und auch als Kunden-Aufträge bearbeitet. Ein Beratungsdienst der Firma hilft gerne jedes spezielle Problem zu lösen und ist bereit, alle Interessenten auf dem Gebiet des Strahlenschutzes im Zusammenhang mit radioaktiven Leuchtkörpern zuverlässig zu informieren. Wie in jedem Zweig der Nuklearindustrie, so gehören auch in der Leuchtfarbenindustrie die besten materiellen Einrichtungen strengste Kontrollen der Strahlenbelastung und der Kontamination von Personen und Umgebung zur Selbstverständlichkeit. Modernste Meßgeräte gewährleisten die Überwachung der Radioaktivität der Luft und des Wassers, aber auch die Bestimmung der internen Tritium-Kontamination von Personen. Die kommerzielle Produktion von radioaktiven Leuchtfarben liefert der Radium Chemie die Basis, durch dauernde Forschung zur Erhöhung der Qualitäit und Umweltfreundlichkeit der Leuchtpigmente beizutragen. Laufende Forschungsarbeiten zeigen aber auch, daß die mehr als 50-jährige Geschichte der Entwicklung der radioaktiven Leuchtfarben noch lange nicht abgeschlossen ist. L. Chollet ca.1970 Ein Vortrag über das immer aktuelle Problem der Radioaktivität von Leuchtmassen wird von Herrn L. Chollet vom LSRH geboten mit dem Titel : Die Entgasung von Tritium durch Leuchtmassen. Unsere Leser interessieren sich bestimmt auch für dieses Problem, daß wir etwas ausführlicher darlegen wollen : In technischer Hinsicht ist die Entgasung die Gewinnung eines Gases, das in einer Flüssigkeit oder in einem festen Körper enthalten ist. Der Sinn dieses Ausdruckes erfährt hier eine leichte Veränderung Er bezieht sich auf die plötzliche Freigabe eines Gases ( hier dem Tritium), daß in einem komplexen festen Körper eingeschlossen ist (hier Leuchtmasse). Als Folge davon werden bestimmte Eigenschaften verändert ( hier die Leuchtkraft oder Stärke der Leuchtstahlung ) und die Zusammensetzung der umgebenden Luft erfährt eine Verwandlung, die für die darin lebenden Wesen gefährlich werden kann, wenn nicht beizeiten entsprechende Maßnahmen getroffen werden. Zur Bekämpfung der gefährlichen Radioaktivität der in der Industrie und besonders in der Uhrenindustrie verwendeten Leuchtstoffe wurden strenge Vorschriften erlassen. Es ist deshalb wichtig, wie sie ausgelegt und befolgt werden. Dabei drängt sich eine genaue Kenntnis der Reaktionsvorgänge auf. Gesamthaft sei betont, daß die Einteilung der Leuchtstoffe in gefährliche und unschädliche Materien falsch ist, denn die Gefahr schwankt von einer zur andern und die Mittel zu ihrer Bekämpfung sind nach Anwendung mehr oder minder wirksam. Die Gefahr hängt auch von der Verwendungsart dieser Stoffe ab. Das Tritium (sprich Tritiom) findet heute auf diesem Gebiete die weiteste Verbreitung Der Referent erläutert unter welchen Bedingungen es unschädlich bleibt. Das Tritium ist ein einfacher, radioaktiver Körper, der in reinem Zustand gasförmig ist. In ein phosphoreszierendes festes Material eingefügt, verlängert es dessen Strahlungsdauer. Andere Körper besitzen diese Eigenschaft ebenfalls. Dies sind das Radium und das Prometheum. Die Stärke ihrer radioaktiven Strahlung bedingt die Verwendung von besonderen Abschirmungen, die mit den Gegebenheiten der Uhrentechnik nicht immer vereinbar sind. Man weiß, daß die Leuchtkraft eines Körpers unstabil ist und mehr oder weniger rasch abnimmt. Anderseits kann diese Leuchtkraft durch Bestrahlungen aktiviert werden bis zur Erreichung eines bestimmten Maximalwertes. Der Abbau beginnt, sobald die Aktiverungsquelle abnimmt oder verschwindet. Man konnte vermuten, daß die Abnahme der Leuchtkraft derjenigen der Radioaktivität des aktivierenden Körpers entspricht. Festgestellt wurde aber, daß dies nicht immer zutrifft. Gegenwärtig sind die meistverwendeten Leuchtmassen mit Tritium angereichert, dessen Periode (Zerfallsdauer, nach welcher die Radioaktivität um die Hälfte abgenommen hat) ungefähr zwölf Jahre beträgt. Die Abnahme der Leuchtkraft des Materials, dem es beigefügt wurde erfolgt aber bedeutend rascher als der radioaktive Zerfall des Tritiums selbst. Die Ursache dieses Phänomens ist darin zu suchen, daß die Leuchtmasse das eingeschlossene Tritium allmählich entweichen läßt. Das derart freigebende Gas wirft Probleme auf, die einer eingehenden Untersuchung bedürfen. Die meistverwendete Leuchtmasse ist das Zinksulfid. Ohne ständige Erregung nimmt seine Leuchtkraft unregelmäßig ab, um nach ungefähr zwei Stunden praktisch auf Null zu gelangen. Die Beifügung von Tritium verlängert diese Dauer beträchtlich, so daß sie sich über mehrere Jahre erstrecken kann. *Die Abbildung stellt die Abnahme von Tritiumaktivierten Stoffen in Funktion der Zeit dar. Die obere Kurve entspricht der theoretischen Abnahme der Radioaktivität von Tritium ( Abbau um 50% in 12,4 Jahren ). Die untere Kurve entspricht der mittleren Abnahme der Leuchtkraft dieser Stoffe, die im LSRH durch Beobachtung zahlreicher Proben ermittelt wurde. Der Abbau um die Hälfte wird schon nach ungefähr fünf Jahren erreicht. Der Hauptgrund für diesen relativ raschen, aber praktisch noch annehmbaren Zerfall liegt im Austritt von gasförmigen Tritium, der als Folge eine Verminderung des verbleibenden Tritiums, also eine Verkleinerung der Aktivierung hat. Weil die Leuchtmasse in der Praxis mit Leim gemischt ist, um am Zifferblatt und den Zeigern zu haften, steht diese Entgasung auch im Zusammenhang mit der Trocknungsdauer. Die Erscheinung ist anfänglich sehr betont, schwächt sich nach ungefähr zwei Tagen ab, um sich dann auf annähernd 10% jährliche Verminderung zu stabilisieren. Es ist deshalb illusorisch, die Qualität einer Leuchtmasse einige Stunden nach dem Aufbringen ermitteln zu wollen. Einem ersten Irrtum würde man erliegen, wollte man diesen Stoff besonders gut einschätzen.Die Feststellung der Abnahme der Leuchtkraft nach einigen Tagen würde zum Zweiten Trugschluß führen, daß sie nach einigen Wochen «erlöschen» würde. Es ist daher notwendig, sich mit diesem Phänomen vertraut zu machen. In einem Betrieb zum Setzen von Leuchtstoffen auf Zifferblätter nimmt die Freigabe von Tritium rasch größeren Umfang an und bedingt strenge Maßnahmen zur Gefahrenbehebung. Das Öffnen der Materialfläschchen zeitigt die erste Gefahr, die Ausbreitung in der freien Luft eine weitere, gefolgt von einer dritten, die mit dem Trocknen zusammenhängt. In einer Werkstatt von 35 m3, in welcher gleichzeitig und ohne Schutzmaßnahmen 2000 Zifferblätter behandelt werden, die 7 Gramm Pulver benötigen, wäre die maximal zulässige Konzentration an Tritium in der Luft schon nach fünf Minuten erreicht. Dieser Gefahr begegnet man vorschriftsgemäß, indem man die Pulver in den Behältern mit wasserdichten Handschuhen behandelt, den Raum ausreichend entlüftet und die Zifferblätter und Zeiger zum Trocknen in einen anderen Raum bringt, der ebenfalls entsprechend entlüftet wird. Zugelassene Tätigkeiten Gebräuchliche Zeitmeßgeräte Tritium Prometheum-147 Radium-2261 mittel max. mittel max. mittel max. am Arm getragen 5,0mCi 7,5mCi 0,10mCi 0,15mCi 0,15mCi 0,15mCi auf andere Weise getragen 5,0mCi 7,5mCi 0,10mCi 0,15mCi nicht zugelassen nicht zugelassen nicht getragen 7,5mCi 10mCi 0,15mCi 0,20mCi 0,15mCi 0,20mCi Sonder-Zeitmesser --- 25mCi --- 0,50mCi --- 1,50mCi Bezeichnung von Sonderzeitmessern --- T25 --- Pm 0,5 --- Ra 1,5 1 Im Gleichgewicht mit seinen Verbindungensprodukten bis zu Po-214. Die Lagerung von Zifferblättern stellt ebenfalls ein Problem des Strahlenschutzes dar, denn eine große Menge von Zifferblättern in einem kleinen. schlecht entlüfteten Raum kann zu Unfällen führen. Die einzige Abhilfe ist eine dem Raum angepaßte Ventilation. Die Tabelle zeigt die in der Verordnung vom 18. April 1969 des Eidgenössischen Departementes des Innern festgelegten zulässigen Grenzwerte der Radioaktivität von Zeitmessern. Die zulässigen Werte sind darin in Millicuries (mCi) und in Mikrocuries (mCi) angegeben (mCi = tausendmal kleinere Einheit als mCi). Dabei überlegt man sich unwillkürlich, warum diese Grenze für Tritium mit 5 mCi festgelegt ist und für Radium bloß 0,10 mCi, was fünfzigtausendmal weniger ist. Dies deshalb, weil die Strahlungen dieser beiden Elemente sehr unterschiedlicher Natur sind und weil bei gleicher Strahlungsintensität die Radiumteile unendlich gefährlicher sind als jene des Tritiums. Die erlassenen Vorschriften beziehen sich auf beide Gruppen. Die hier angeführte Verordnung bezweckt den Schutz des Publikums im allgemeinen, damit die Träger von Uhren mit Leuchtzifferblatt nicht Gefahr laufen, Strahlungsschaden zu erleiden. Die andere betrifft den Schutz des Personals, das der Strahlung im Rahmen der Berufsausübung ausgesetzt ist. Verordnungen bestimmen die zu treffenden obligatorischen Maßnahmen in den Fabriken und Werkstätten bei der Aufbereitung und Verwendung von Leuchtstoffen. Heute kann bestätigt werden, daß das Problem des Strahlungsschutzes der in der Uhrenindustrie verwendeten Leuchtstoffe zufriedenstellend gelöst ist. Es gibt also keinen stichhaltigen Grund mehr, auf die Vorteile der mit diesen Stoffen belegten Uhren zu verzichten. Radium - Chemie, ca. 1994 TRITIUM Leuchtfarben Einige kristalline Verbindungen, wie z. B. Zinksulfide, haben die Fähigkeit, Strahlungsenergie aufzunehmen und wieder als sichtbares Licht zu emittieren. Im Gegensatz zu phosphoreszierenden, inaktiven Leuchtpigmenten, die nach Anregung mit Licht einen abnehmenden Nachleucht-Effekt besitzen, oder fluoreszierenden Pigmenten, die UV-Licht in sichtbares Licht umwandeln, besitzen radioaktive Leuchtpigmente einen Dauerleuchteffekt. Die in der Vergangenheit hauptsächlich verwendeten Energieträger waren die Isotopen Radium-226 und später Prometium-147. Leuchtfarben mit 147Pm aktiviert stehen weiterhin in allen Helligkeits- und Farbstufen zur Verfügung. Mit zunehmenden strahlenhygienischen Anforderungen sind obige Isotopen durch Tritium aktivierte Leuchtpigmente verdrängt worden, deren sehr schwach ionisierende b-Strahlung durch Bruchteile von Millimeter irgend eines Materials vollständig absorbiert wird. Kohlenstoff-14 aktivierte Leuchtpigmente gelangen aus preislichen Gründen nur dort zum Einsatz, wo speziell hohe Anforderungen an Helligkeitsstabilität gefordert werden. Sie dienen besonders zur Herstellung von CARBOLUM Standardlichtquellen. Tritium-Leuchtfarben sind aktivierte Zinksulfid- oder Zinksilikatpulver mit einer mittleren Kristallgrösse von 20m Die Eigenfarben sind gelblich bzw. weiß, mit einem Emissionsmaximum von 520 nm, für welches das menschliche Auge eine maximale Empfindlichkeit besitzt. Zur Daueranregung sind die Leuchtpigmente mit Spuren einer schwerlöslichen, tritierten Polymerschicht von hoher spezifischer Aktivität überzogen. Die beigefügte Menge Tritium ist ausschlaggebend für die Helligkeit (Tab. 1). Die visuelle Erkennbarkeit einer Leuchtmarkierung ist zudem von der Fläche und Schichtdicke (Abb. 2), sowie der Ableseentfernung abhängig . Die Helligkeit klingt bei Leuchtfarben in Pulver schneller ab als in aufgetragenem Zustand, d. h. mit Bindemittel vermischt (Abb. 3). Die Pigmente haben im gelblichen Naturfarbton die beste Leuchtkraft; jedes zusätzliche Einfärben hat einen entsprechenden Verlust an Helligkeit zur Folge und erfordert deshalb für gleiche Lichtstärke eine erhöhte Aktivität (Tab. 4). Die Pulverhelligkeit wird in Milliapostilb (masb) oder Mikrolambert (mL) ausgedrückt und die flächenspezifische Lichtstärke für gestrichene Farben in Mikrocandela/cm2 (mcd/cm2). Jede Prüfung von Dauerleuchtfarben soll bei vollständiger Dunkelheit und mit an diese adaptiertem Auge erfolgen. Das Leuchtpigment oder bestrichene Objekt ist vorgängig mindestens 20 Minuten vor jedem Lichteinfluß zu schützen. Durch die ISO-Norm 3157 sind Helligkeitsstufen, Einfärbung und Qualitätsanforderungen festgelegt. RADIUM CHEMIE AG produziert zu dem weitere Farb- und Leuchtstufen, die den Anforderungen dieser Norm entsprechen.   Verarbeitung Die Leuchtpigmente werden normalerweise in Pulverform geliefert, mit entsprechender Menge Bindemittel für die Verarbeitung. Für jede Auftragungsart sind geeignete Bindemittel entwickelt worden, die eine einwandfreie Verarbeitung, sowie vorschriftsgemäße Haftfestigkeit gewährleisten. Zur rationellen Belegung wird ein speziell entwickelter Streichstift oder eine leistungsfähige Siebdruckmaschine empfohlen. Leuchtfarben sind auf möglichst hellen Grund aufzutragen, um ein Maximum an Helligkeit zu erreichen. Mit einem Gramm Leuchtpigment kann, bei einem Auftrag von 0.25 mm Schichtdicke, eine Fläche von 15 - 20 cm2 belegt werden. Als Richtwert für eine gut streichfähige Masse sind 2 gr Pigment mit 1 gr Lack zu mischen. Das Vermischen hat in einer künstlich entlüfteten Unterdruckzelle zu erfolgen. Desgleichen sind sämtliche Vorräte an radioaktiven Tritiumleuchtfarben in einer solchen aufzubewahren. Hygienische Massnahmen Obwohl Tritium wesentlich günstigere strahlenhygienische Parameter aufweist als die andern bis anhin verwendeten Isotopen (reiner b-Strahler, max. Energie 18 keV, biologische Halbwertzeit zirka 10 Tage), sind in Anbetracht der großen Aktivitätsmengen, im Umgang mit Tritium Leuchtfarben Sicherheitsvorkehrungen zutreffen. Radioaktive Leuchtfarben sind bei der Verarbeitung als offene Strahlenquelle zu handhaben. Alle Arbeitsgänge sind so zu organisieren, daß eine Kontamination von Personen und Gegenständen möglichst vermieden wird. Jede Person, bei der die Möglichkeit einer Kontamination besteht, hat sich beim Verlassen des Arbeitsraumes einer entsprechenden Kontrolle mit UV-Lampe und, wenn nötig, einer Dekontamination zu unterziehen. Das zum Reinigen und Trocknen kontaminierter Hände, Gegenstände, Arbeitsplätze und dergleichen benützte Material darf nur einmal verwendet werden. Kontaminiertes Reinigungsmaterial und Abfälle sind in eigens für radioaktive Abfälle betimmte Behälter zu deponieren und an die zuständigen Behörden zur Vernichtung zu übergeben. Im Arbeitsraum sind Hände, Geräte und Gegenstände, welche der Kontamination ausgesetzt sind, von Mund und Atmungszone fernzuhalten. Nahrungsmittel und Getränke, Rauchwaren, kosmetische Artikel und dergleichen dürfen nicht in die Arbeitsräume gebracht werden. DerArbeitsraum muß ausreichend natürlich oder künstlich belüftet sein. Jeder Arbeitsplatz soll zudem mit einer separaten Absaugung versehen sein. Die Überwachung des Personals soll durch regelmässige Messung des Tritium-Gehaltes im Urin geschehen. Da jeder Umgang mit radioaktiven Stoffen bewilligungspflichtig ist, müssen die gesetzlichen Bestimmungen des jeweiligen Verbraucherlandes beachtet werden. Uhren Magazin, J.Gehl, Leserbrief, 2/1991, S.6f Strahlende Uhr Bei meiner neuen Uhr stellte ich fest, daß auf dem Zifferblatt Leuchtziffern aufgebracht waren, die auch bei völliger Dunkelheit strahlten. Meine Vermutung, daß es sich dabei um radioaktive Leuchtfarbe handelte bestätigte sich im Gutachten eines Fachmannes. Neben "natürlichen" Aktivitäten von 40K, 226Ra und 235U wurde 147Pm und 146Pm gefunden. Das Promethium-Isotop 147 wurde mit einer Aktivität von 5,772 x 106 Bq festgestellt. (Lt. StrlSchV von 1976 ist eine zulässige Grenze für dieses Isotop bei 3,7 x 105 Bq gesetzlich festgesetzt.) Wenn ich meine Uhr weiter tragen wollte, hätte ich den Umgang mit dieser Aktivität erst bei der zuständigen Behörde anzeigen müssen. . . - das konnte ja wohl nicht sein! Einmal neugierig geworden, schrieb ich das zuständige Bundesministerium an, sowie die Herstellerfirma. Beide Antwortschreiben gingen nicht auf die gutachterlich ermittelten Werte ein und brachten zum Ausdruck: 1.: das sei alles ungefährlich. . . und 2.: aus der Produktion seien solche Fälle nicht bekannt. Damit war mir nicht geholfen! - Ich hielt mich weiter an die Herstellerfirma und erreichte schließlich die Entfernung der Leuchtfarbe von Zifferblatt und Zeigern. Zwar ist wegen des Beta-Zerfalls beim Nuklid 147Pm die gesundheitliche Belastung für den Träger der Uhr gering weil anzunehmen ist, daß die Elektronen - "Geschosse" durch das Deckglas gestoppt werden, die freiwerdenden Gammastrahlen aber durchschießen Uhr und Arm und Umgebung mit einer Energie von 121 keV. Die enthaltene Gammastrahlung des 146Pm hat schon eine Energie von 454 bis 747 keV. Also: der Normalfall belastet den Träger der Uhr nicht sehr stark - welchem Träger einer solchen Uhr wird aber bewußt sein, daß beim Zerspringen des Deckglases die Leuchtfarbe der Armbanduhr eine ernstzunehmende Gefahr darstellt, wenn durch Hautkontakt (z. B. an einem Unfallort) oder sogar durch Einnahme (beim Aufsammeln von Splittern und Einzelteilen einer zerstörten Uhr vom Fußboden) ein Beta-Strahler mit hoher Aktivität in den Körper gelangen kann? Wenn man die Wirkung der radioaktiven Strahlungen im menschlichen Gewebe miteinander vergleicht und diesen Vergleich "plastisch" durch Übertreibung mit der Wirkung verschiedener Waffen beschreibt, dann ergäbe sich immerhin folgendes Bild: Gammastrahlen verursachen im Gewebe einen "glatten Durchschuß" etwa des Armes, an dem die Uhr getragen wird Wirkung eines Gewehrgeschosses . . . Beta-Strahlung verursacht - verglichen mit der Wirkung von Gamma-Strahlung - die Zerstörungen eines Dumdumgeschosses. . . Alpha-Strahlung hat daran gemessen die Wirkung einer Handgranate im menschlichen Gewebe. Ich wünsche mir da als "Verbraucher'' eine fachgerechte Reaktion der Branche und somit einen Verzicht auf solche Stoffe. Dipl.-Ing.Joachim Gehl, 2370 Rendsburg, Uhren Magazin, N.N., 6/1991, S.122 "Bombe" am Handgelenk Wie gefährlich die strahlenden Zifferblätter sind? Viele Leser sind verunsichert. Leuchten Zeiger und Stundenindexe auf den UhrenZifferblättern nur, oder strahlen sie etwa? Mögen vor Jahrzehnten strahlende Materialien verwendet worden sein, so gehört das heute verwendete Tritium sicher nicht dazu. Es sind absolut keine gesundheitsschädigenden Auswirkungen selbst über lange Zeit bekannt. Auch das Gewerbeaufsichtsamt erlaubt, festhaftende Tritiumteile (z. B. Zifferblätter) in den Hausmüll zu schmeißen. Zum besseren Verständnis, was wir an unseren Handgelenken herumschleppen, folgende sachliche Erklärung. Grundsätzlich unterscheidet man heute zwischen inaktiven nachleucht- und selbstleuchtenden Markierungen auf Uhren und Instrumenten. Die Gruppe der phosphoreszierenden Pigmente oder Nachleuchtpigmente besteht aus Zinksulfidverbindungen, die ähnlich einer Lichtbatterie funktionieren. Durch Anregung mit Tages- und Kunstlicht werden diese Pigmente aufgeladen und geben, nach Beendigung der Anregung, dieses gespeicherte Licht während Minuten bis Stunden mit abfallender Intensität wieder ab. Dieser Vorgang ist unendlich oft wiederholbar. Hauptanwendung dieser Pigmente sind Fluchtwegmarkierungen, Notsignalisation, Spielzeug und z. T. Anwendungen in der Uhrenindustrie. Diese Pigmente sind frei von radioaktiven Stoffen, haben aber nur eine ganz beschränkte Nachleuchtdauer, so daß eine Ablesbarkeit in der Dunkelheit während Stunden nicht garantiert werden kann. Ausreichende Ablesbarkeit wird nur mit Selbst- oder Dauerleuchtfarben erreicht. Früher verwendete man als Energiequelle, zur Anregung der Zinksulfid-Leuchtpigmente Radium. Dieses nicht unbedenkliche Isotop (Alpha- + Beta- + Gamma-Strahlung) wurde mit der Verfügbarkeit von reinen Beta- oder Elektronenstrahlen mit sehr schwachen Energien vollständig ersetzt. Nach heutigen ISO-Normen und internationalen Strahlenschutzvorschriften sind nur noch Tritium und Promethium als Energieträger zugelassen. Tritium .sendet Elektronen von derart geringer Energie aus, daß sie gerade ausreicht, die Leuchtkristalle an zuregen. In der Luft werden diese Elektronen nach 2Ñ4 mm und in micrometerdicken Schichten von irgendeinem Material vollständig abgebremst. Deshalb können Uhren, die mit Tritium Dauerleuchtziffern versehen sind, keine Strahlung außerhalb des Gehäuses abgeben und stellen für den Träger kein Strahlenrisiko dar. Uhren Magazin, N.N., 10/1993, S.130 Der leise Tod Alte Russenuhren strahlen lebensgefährlich Aus Rußland werden in letzter Zeit über den Schwarzmarkt Uhren mit sehr hoher radioaktiver Strahlung verkauft. Es handelt sich dabei um sehr große, schwere Taucheruhren aus der Zeit um 1953. Die Strahlung, die nicht von den Leuchtziffern des Zifferblattes ausgeht, erreicht den Wert von 3 Millirem pro Minute. Dieser Wert ist stark gesundheitsgefährdend und auf Dauer lebensgefährlich. Russenuhren aktueller Produktion sind dagegen unbedenklich. In jedem Fall ist es ratsam, sich der offiziellen Handels und Vertriebswege zu bedienen, soweit russische Firmen in der Lage sind, die in Zukunft zu installieren. In bezug auf die Umweltgefährdung muß allgemein davon ausgegangen werden, daß z. B. Tschernobyl nur die Spitze eines Eisbergs ist. In den 50er Jahren waren oberirdische Kernwaffenversuche in Ost und West üblich und haben ihre Spuren in der Weltbevölkerung hinterlassen. Der arglose Umgang mit gefährlich strahlenden Materialien in der ehemaligen Sowjetunion hatte verheerende Folgen für das Riesenland. Belegt durch immer neue Erkenntnisse und Schreckensmeldungen. 20 Prozent der Gesamtfläche der ehemaligen Sowjetunion gelten als verseucht. Über das heute bei Uhren verwendete Leuchtmittel Tritium sind keine gesundheitsschädlichen Auswirkungen bekannt. Nach den ISO Normen und internationalen Strahlenschutz-Vorschriften sind nur noch Tritium und Promethium als Energieträger zugelassen (siehe auch Uhren-Magazin 6/1991, S. 122). Uhren Magazin, N.N., 3/1994, S.78f Russenuhren im Strahlentest Wie gefährlich sind die Russenuhren wirklich? - In Heft 10/93 warnten wir vor russischen Taucheruhren aus den 50er Jahren, die lebensgefährliche radioaktive Strahlung abgeben. Immer wieder fragen Leser jedoch in der Redaktion auch nach Russenuhren aktueller Produktion; meistens geht es um Uhren mit Leuchtziffern. Wir wollten es ganz genau wissen und ließen eine Anzahl von auf Flohmärkten entstandenen Armhand- und Taschenuhren auf radioaktive Strahlung prüfen. Die richtige Adresse für derlei Untersuchungen sind die Landesmeßstellen für Radioaktivität, die es in allen Bundesländern gibt. In Bremen findet man diese Meßstelle in der Universität, wo sich der Physiker Gerald Kirchner unserer kleinen Uhren Auswahl annahm. Wir hatten einen Chronographen und zwei Armbandwecker von Poijot dabei, eine Kalenderuhr von Raketa, zwei Komandirskic-Modelle von Wostok, eine Slawa-Automatik, eine Savonnette-Taschenuhr von Pobjeda zwei Taschenuhren von Molnija und einen Flieger-Chronographcn . Die Meßstellen führen Routinemeßprogramme durch, die etwa über die Belastung des Bodens und von Nahrungsmitteln informieren. Für Privatleute lohnt es sich höchstens, die Meßstellen für die Überprüfung spezieller Dinge, die von den Routinemessungen nicht erfaßt werden, in Anspruch zu nehmen, denn ausführliche Tests dauern einige Zeit und müssen vor allem auch bezahlt werden. Als Beispiel für solche .speziellen Dinge nennt Gerald Kirchner etwa Holz aus der Ukraine oder eben auch Uhren, die in den 50er Jahren in Rußland hergestellt wurden. Mit einem mobilen Gerät, einem sogenannten Dosisleistungsmesser, sollte zuerst einmal festgestellt werden, ob eine eingehendere Untersuchung der neuen Russenuhren überhaupt notwendig war. Ergebnis: im Prinzip nein, denn das Gerät, das die Strahlenbelastung mißt, zeigte keine relevanten Werte an. Minimale Ausschläge des Meßzeigers bei vier Uhren waren jedoch Grund genug, um an diesen Modellen, wenn auch mehr aus Neugier, eine gammaspektrometrische Messung vornehmen zu lassen. Dazu wanderten die Uhren nacheinander in den bleiverkleideten Behälter eines Gerätes, das sogar einzelne radioaktive Isotope registrieren kann. Eine solche genaue Untersuchung ist langwierig und daher nicht billig. Von einem Bildschirm kann ein Experte ablesen, mit welchem radioaktiven Nuklid (z. B. Promethium, Radium oder Uran) man es zu tun hat und wie hoch seine Aktivität ist. In diesem Fall bestätigte die Messung, was schon das mobile Gerät angezeigt hatte: keine Spur von radioaktiven Stoffen, der Bildschirm blieb leer. Drei der Uhren haben Zifferblätter mit Leuchtindexen, die sich damit auch als harmlos herausgestellt haben. In den sogenannten Strahlenschutzverordnungen Deutschlands und der Schweiz sind zwar Grenzwerte für die Radioaktivität von Uhren festgelegt, aber zum einen beziehen sich diese lediglich auf Uhren mit radioaktiver Leuchtfarbe, und zum anderen werden verschiedene Meßeinheiten verwendet. Ru.ssische Uhren aus der aktuellen Produktion können nach der Untersuchung der Bremer Landesmeßstelle für Radioaktivität getrost als völlig unbedenklich eingestuft werden. Bei älteren Modellen kommen Besitzer von Russenuhren, die sicher gehen wollen, jedoch um eine Untersuchung durch Fachleute nicht herum. In der Frankfurter Rundschau war zum Jahresende von einem Uhrensammler zu lesen, der seine vom Flohmarkt stammende russische Militäruhr mit einem einfachen Meßgerät selbst überprüfte, nachdem er aus der Fachpresse von strahlenden Russenuhren erfahren hatte. Seine Uhr mit Leuchtzifferblatt gehörte offensichtlich dazu, wie dem Sammler auch vom Amt für Immissions- und Strahlenschutz bestätigt wurde, an das er sich wegen der Entsorgung seines gesundheitsschädlichen Zeitmessers gewandt hatte. Vermutlich wurde bei der Uhr Radium als Leuchtmittel verwendet. Gerald Kirchner von der Uni Bremen, der keineswegs zu übertriebener Besorgnis im Zusammenhang mit Radioaktivität neigt, hat bei Uhren mit leuchtenden Ziffern und Zeigern dennoch Bedenken: "Ungefährlich sind in jedem Fall nachleuchtende Substanzen, die durch Tages- oder Kunstlicht aufgeladen werden und in der Dunkelheit nur begrenzte Zeit leuchten. Wer meint, eine Uhr mit selbstleuchtenden Markierungen unbedingt zu brauchen, sollte sichergehen, daß Tritium verwendet wurde das vom Metallgehäuse und Glas der Uhr ausreichend abgeschirmt wird. Bei Promethium-Markierungen ist an der Oberfläche der Uhr durchaus Strahlung meßbar, .so daß eine Gesundheitsgefährdung besteht. Am besten ist es, auf Leuchtziffern und -zeiger bei Uhren ganz zu verzichtcn." Radioaktive Leuchtfarbe ist jedoch nicht die einzige Ursache für strahlende Uhren. Durch radioaktive Bestrahlung können eben auch beliebige Materialien radioaktiv verseucht werden - und ob das bei einer vor vierzig Jahren hergestellten Uhr der Fall ist, kann man ihr nicht ansehen. Uhren Magazin, N.N., 3/1994, S.79 Tritium strahlt durch Plastik Eine Untersuchung der Strahlenschutzabteilung der Universität Innsbruck zeigt, daß Uhren mit Plastikgehäusen und Leuchtzifferblättern Tritium abgeben. Bei Uhren mit Metallböden sind die Träger keiner Belastung aus gesetzt; Tritium kann jedoch Plastik durchdringen und so durch die Haut aufgenommen werden. Im Urin von 108 Testpersonen fand sich eine etwa 10 mal höhere Tritium-Konzentration als bei einer Vergleichsgruppe. Diese Strahlenbelastung entspricht laut dem Innsbrucker Strahlenschützer Dr. Peter Brunner etwa fünf Prozent der natürlichen Umweltstrahlung aus der Atmosphäre, Gestein und Gebäuden. Selbst eine vergleichsweise niedrige Strahlenbelastung durch solche Uhren ist unnötig. Die Uhren der Testpersonen stammten von Swatch, Benetton und aus Fernost. Swatch hat allerdings schon Ende 1992 Tritium durch ungefährliche Thermo-Phosphate ersetzt, die durch Körperwärme zum Leuchten angeregt werden. e. g. zurück Leuchtfarben Uhren Magazin, N.N., 11/1995, S.146 Der Stoff aus dem die Ziffern sind Für die Herstellung von Leuchtziffern,-punkten und -zeigern verwendet die Uhrenindustrie heute meistens Tritium. Tritium ist radioaktiv. Das löst bei vielen Uhrenfreunden Unbehagen aus und wirft Fragen auf. Wir versuchen, einige Fragen zu beantworten. Die Herstellung von Tritium Leuchtstoffen findet in Spezialunternehmen statt. In der Schweiz sind dies beispielsweise die RC Tritec AG in Teufen und die MB-MICROTEC in Niederwangen. Bei der Herstellung und Verwendung müssen strenge Sicherheits-Auflagen erfüllt werden, die sowohl in der Schweiz als auch in Deutschland von den Behörden festgelegt werden. Es ist nicht ganz richtig, von Tritium-Leuchtziffern und -zeigern zu sprechen. Sie bestehen nicht aus Tritium, sondern aus Zinkverbindungen (Zinksulfiden oder Verbindungen von Zink und Silizium-Oxyd), deren Kristalle durch die vom Tritium ausgesandten Elektronen zum Leuchten gebracht werden. Tritium ist ein Isotop* des Wasserstoffs, also eines Elementes, das ungebunden bekanntlich nur als Gas vorkommt (erst ab einer Temperatur von - 260 °C flüssig). Von den Wasserstoffisotopen ist es das einzige instabile, das heißt, es zerfällt und sendet dabei Strahlung aus. Diese Strahlung macht man sich bei den verschiedensten Verwendungen zunutze, von denen der Gebrauch bei Leuchtmassen für Uhren nur eine ist. * Isotope (von griech. isos - gleich und topos - Platz), chemische Elemente (Grundstoffe), mit gleichen chemischen Eigenschaften, die sich aber dadurch unterscheiden, daß ihre Atomkerne zwar die gleiche Protonenzahl, aber unterschiedliche Neutronenzahlen haben. Für die Herstellung von Leuchtziffern bedient man sich eines sogenannten Polymers, einer Kohlen-Wasserstoff-Verbindung, bei dem Tritium den Wasserstoffanteil bildet. Bei der RC Tritec AG wird eine Polymerschicht auf die Kristalle des Zinksulfides aufgebracht. Dabei bringt die vom Tritium ausgehende Elektronen-Strahlung die Kristalle zum Leuchten. Die polymerisierten Kristalle werden als Pulver an die Verwender geliefert und können dann mit Hilfe von Bindemitteln für Punkte, Ziffern und Zeiger gebraucht werden. Einen völlig anderen Weg, Tritium für Leuchtmittel zu verwenden, hat die Firma mb microtec (nach den Firmengründern Merz und Benteli) beschritten. Bei mb-microtec werden sogenannte Traser hergestellt (Traser von Tritium und Laser). Traser sind Behälter aus dünnem Glas, deren Innenwand mit einer Leuchtstoffschicht überzogen ist. In die Behälter wird Tritium-Gas (also Wasserstoff) gefüllt, dessen Strahlung die Leuchtmasse aktiviert. Mit Hilfe von Lasern werden die zum Teil winzigen Glasröhrchen (Durchmesser 0,5 mm) abgeschnitten (zugeschmolzen). Was ist Tritium? Tritium (von griech. tritos - der Dritte) ist das schwerste Isotop* des Wasserstoffs, das als einziges radioaktiv ist. Was bedeutet der Aufdruck T25 auf Zifferblättern? Dieser Aufdruck ist für Spezialuhren obligatorisch und bezieht sich auf den maximal zugelassenen Wert der Aktivität in Milli-Curie (Maßeinheit für radioaktive Strahlung). Woraus bestehen Leuchtziffern? Das Material für die Herstellung von Leuchtmasse ist nach leuchtendes Zinksulfid, das nach einer speziellen Warmebehandlung die nachleuchtende Eigenschaft entwickelt. Es kann zwar immer aufs neue erregt werden, verliert aber seine Helligkeit schon nach kurzer Zeit. Erst in der Verbindung mit Tritium-Polymer bekommt es eine Dauerleuchtwirkung. Kann die Strahlung das Gehäuse durchdringen? Einerseits geht die Strahlung von Tritium in der Luft nur drei bis vier Millimeter weit und wird von festen Stoffen von nur wenigen Mikrometern Starke vollständig zurückgehalten. Andererseits wurde durch Tests der Strahlenschutzabteilung der Universität Innsbruck bei 108 Trägern von Uhren mit Plastikgehäusen (!) eine höhere Tritium-Konzentration im Urin nachgewiesen als bei den Testpersonen einer Vergleichsgruppe. Dies ist damit zu erklären, daß vom Tritium-Polymer abgelöste einzelne Tritiumatome durch Kunststoffgehäuse diffundieren (durchdringen, sich ausbreiten) und über die Haut in die Körperflüssigkeit gelangen können. Die dabei möglicherweise entstehende Strahlenbelastung erreicht aber nur einen Promillebereich der natürlichen Strahlenbelastung (Erdstrahlung, Radon in Gebäuden, Erdstrahlung, kosmische Strahlung usw.).   Leuchtmittel: Welche Stoffe verwendet werden Uhrenmagazin 5/00, S. 78 ff Es werde Licht Um im Dunklen die Uhrzeit ablesen zu können, muss - das ist einleuchtend - die Uhr in irgendeiner Form beleuchtet werden. Ob das ganze Zifferblett leuchtet oder ob nur Stundenmarkierungen mit Leuchtmasse hervorgehoben sind, spielt eine untergeordnete Rolle. Eine Großuhr kann ohne weiteres als Lampe geschaltet werden, bei einer Armbanduhr wird es schwieriger. Welche Mittel aktuell eingesetzt sind, um eine Armbanduhr das Leuchten zu lehren, erklären wir auf dieser Seite. Wenn Ziffern, Punkte oder Zeiger leuchten sollen, braucht man zunächst einen Stoff, ein Material, das sich dazu bringen lässt, Licht abzugeben. Prinzipiell gibt jede Substanz Licht ab, wenn sie nur stark genug erhitzt wird. Interessant sind aber natürlich nur Substanzen, die zu "kalter" Lichtemission (LUMINESZENZ) fähig sind, und davon gibt es nicht viele. Diese Substanzen werden durch energiereiche Strahlung, hochenergetische Teilchen, chemische Reaktionen oder elektrische Felder zum Leuchten gebracht. Diese Erscheinung beruht darauf, dass Atome oder Moleküle angeregt werden, indem ihre äußeren Elektronen auf ein höheres Energieniveau gebracht werden. Wenn diese in den Grundzustand zurückkehren, strahlen sie die Energiedifferenz als Licht ab. Interessant wird das aber erst dann, wenn diese Rückkehr in den Grundzustand verzögert stattfindet, denn ein nur Bruchteile von Mikrosekunden dauernder Lichtblitz mag zwar hübsch sein, bringt aber auf einer Armbanduhr nichts. Das erwünschte Nachleuchten lässt sich dadurch erreichen, dass angeregte Elektronen in sogenannten Fallen gespeichert werden, aus denen die Rückkehr zum Grundzustand geringe thermische oder strahlungsbedingte Anregung erfordert. Solche Fallen bekommt man dadurch, dass in das Kristallgitter der Substanz Fremdatome oder Fehlstellen eingebaut werden. Das Mittel der Wahl, das heißt, die für diese Dinge meistverwendete Substanz, ist Zinksulfid.   Zinksulfid Zinksulfid lässt sich durch Bestrahlen mit Licht oder Ultraviolettstrahlung zum Leuchten anregen. Dazu können Schwermetalle wie Kupfer oder Kobalt in das Zinksulfid eingebaut werden. Die Leuchtkraft von Zinksulfid-Pigmenten erschöpft sich dann aber schnell, nach spätestens einer Stunde sind die Zifferblätter der damit beschichteten Uhren dunkel, für weiteres Leuchten müsste erneut eine Lichtquelle her.   Zinksulfid aktiviert durch Tritium Jahrelang leuchten Uhrenzifferblätter, deren Ziffern oder Zeiger mit Zinksulfid-Masse beschichtet sind, in die Tritium eingebaut wurde. Tritium ist ein radioaktives Isotop wie Radium, das früher für diese Zwecke eingesetzt wurde. Die von Radium abgegebenen Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlen sind äußerst gesundheitsschädlich. Seit Ende der fünfziger Jahre wird daher nur noch das schwach radioaktive Tritium verwendet, das nicht in der Lage ist, Metallgehäuse oder Gläser von Uhren zu durchdringen, vorausgesetzt, die gesetzlichen Vorschriften für seine Verwendung werden eingehalten. Die abgegebene Beta-Strahlung reicht jedoch, um das Zinksulfid zum Leuchten anzuregen. Um das Tritiumgas und das Zinksulfid verbinden zu können, wird Tritium (etwas vereinfacht ausgedrückt) in einem Kunststoff gebunden, mit dem dann Zinksulfid-Pigmente beschichtet werden können.   Tritium-Gaslichtquellen Tritium-Gaslichtquellen (TGLQ) arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie Leuchtmassen, die direkt auf das Zifferblatt gebracht werden-. ein auf Zinksulfid basierender Leuchtstoff wird durch Tritium angeregt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass dieser Prozess in einem Glasröhrchen stattfindet, das innen mit dem Leuchtmittel beschichtet und mit Tritiumgas gefüllt ist. TGLQ leuchten etwa hundertmal heller als normale Leuchtmassen, und außerdem haben sie den Vorteil, dass mit den Glasröhrchen bedenkenlos hantiert werden kann, weil keine Radioaktivität nach außen dringt. Die Röhrchen können auf Zifferblätter und Zeiger gesetzt werden, da sie nur einen Durchmesser von 0,5 Millimetern haben. Zur Lebensdauer von TGLQ: nach sechs Jahren haben die Glasröhren noch 50 Prozent ihrer Helligkeit, nach 12 Jahren noch 25 Prozent zu bieten - das menschliche Auge empfindet übrigens diesen Wert als noch halb so hell wie die volle Leistung. Hergestellt werden die TGLQ unter dem Namen "Traser" von der schweizerischen Firma mb-microtec in Niederwangen.   Elektrollimineszenz Wenn ein ganzes Zifferblatt leuchten und gleichzeitig nicht radioaktiv sein soll, kommt Elektrolumineszenz (EL) ins Spiel. Dabei wird wieder Zinksulfid eingesetzt, das in diesem Fall durch Elektrizität zum Leuchten gebracht wird. Dazu werden die Leuchtpigmente in eine transparente Folie eingebunden, an die Elektroden angelegt sind. Diese bestehen aus extrem dünnen Metallschichten (z.B. Aluminium). Die EL-Folie besteht also aus der Leuchtschicht, den Elektroden-Schichten auf beiden Seiten sowie Reflexions-, Isolier- und Schutzschichten. Um die Folie zum Leuchten zu bringen, wird ein elektrisches Feld angelegt; eine Wechselspannung von 70 bis 140 Volt ist für eine hohe Leuchtdichte notwendig. Da eine Uhren-Batterie nur 1,5 Volt Spannung liefert, sind ein Elektronik-Chip und ein Transformator erforderlich, um eine höhere Betriebsspannung zu erreichen. Die Farbe des EL-Zifferblattes hängt von den verwendeten Pigmenten ab. Die Halbwertszeit (Zeitraum, bis die Helligkeit auf die Hälfte des ursprünglichen Wertes zurückgegangen ist) der EL-Systeme liegt zwischen 5 000 und 10 000 Stunden. Das scheint nicht viel, allerdings leuchten diese Zifferblätter ja nicht ständig (wie etwa Zeiger oder Markierungen mit Leuchtmasse), sondern nur auf Knopfdruck.   Super-LumiNova Das von der schweizerischen Firma Tritec hergestellte Leuchtmittel Super-LumiNova unterscheidet sich von allen anderen hier vorgestellten dadurch, dass nicht Zinksulfid zum Leuchten gebracht wird, sondern Erdalkali-Aluminate. Sie sind stark FLUORESZIEREND, aber erst in Verbindung mit zum Beispiel dem Metall Dysprosium lässt sich ein bemerkenswert langes Nachleuchten (PHOSPHORESZENZ) erreichen. Super-LumiNova wird nicht durch Tritium, sondern durch Sonnen- oder künstliches Licht zum Leuchten angeregt. Die Nachleuchtintensität ist etwa 100-mal stärker als bei Zinksulfid, hält bei optimaler Anregung bis zu 10 Stunden an und zudem hat Super-LumiNova keine begrenzte Lebensdauer, weil sich der Prozess des Anregens und Nachleuchtens ohne chemische Reaktionen abspielt,   PHOSPHORESZENZ Phosphoreszenz (griech.) ist eine Form der Lumineszenz, die nicht sofort nach Beendigung der Anregung abklingt, sondern sich durch ein längeres Nachleuchten auszeichnet. Stoffe, die Phosphoreszenz zeigen, werden Phosphore genannt. FLUORESZENZ Fluoreszenz (lat.) ist das charakteristische Leuchten bei festen Körpern, Flüssigkeiten oder Gasen bei Bestrahlung mit Licht, Röntgen- oder Elektronenstrahlung. Die Strahlung wird mit gleicher oder längerer Wellenlänge wieder abgegeben. Im Gegensatz zur Phosphoreszenz gibt es bei dieser Form der Lumineszenz kein Nachleuchten. LUMINESZENZ Mit Lumineszenz (lat., Leuchtanregung) bezeichnet man Leuchterscheinungen, die nicht auf hoher Temperatur der leuchtenden Substanz beruhen. Die Lichtaussendung erfolgt nach einer Anregung (Energieabsorption) durch Bestrahlen mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht (= Photolumineszenz), mit Röntgenoder Gammastrahlung (= Röntgenlumineszenz) oder mit radioaktiver Strahlung (=Radiolumineszenz). Eine weitere Ursache von Lumineszenz können chemische Vorgänge sein.   zurück Leuchtfarben