Tritium Entgasung

L. Chollet ca.1970

Ein Vortrag über das immer aktuelle Problem der Radioaktivität von Leuchtmassen wird von Herrn L. Chollet vom LSRH geboten.
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

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25mCi

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0,50mCi

---

1,50mCi

Bezeichnung von Sonderzeitmessern

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T25

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Pm 0,5

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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.




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