Опасные часы. О радиации в старинных часах. Светящиеся циферблаты

В каждой квартире легко может найтись 2-3 источника радиации. Особенно это касается старого жилья, где на антресолях или в чуланах хранятся «семейные ценности» – различный хлам, накопленный не одним поколением, выбросить который жалко. Например, которые тихо-мирно «фонили» 15 лет.

Что может служить источником радиации в вашей квартире?

Те же самые часы советских времен – с кораблей, самолетов, танков… Многие любят такие фишки. Ведь проблема с часами бобруйчанки вовсе не в том, что они именно с подводной лодки и накопили радиацию от атомного реактора. Дело в том, что в советские времена в таких часах и других приборах (например, в секстанте) использовалась светомасса постоянного действия (СПД) на основе солей радия-226. Стрелки и деления часов красиво светились в темноте, а сами приборы – излучали (и излучают) радиацию.

То же самое касается и «специализированных» наручных часов со светящимся циферблатом и стрелками, произведенных до 60-х годов прошлого века. Они также покрыты радиоактивной светомассой. Чем сильнее светятся часы, тем они радиоактивнее. В начале ХХ века это был своеобразный стандарт. И 100% часов, предназначавшихся для военных, были светящимися и радиоактивными.

Позже радиоактивный раствор начали покрывать лаком, который тормозил альфа-излучение. Еще позже раствор с радием-226 заменили на безопасные составы фосфора.

Если не класть их на ночь под подушку, большой опасности они не принесут. Однако если вы вдруг полезете чинить такие приборы самостоятельно или просто снимете стекло, то вполне можете вымазать руки и одежду радием и продуктами распада. Хорошего в этом мало.

Также радиоактивная СПД применялась в компасах , сувенирах , рыбацких аксессуарах и даже игрушках .

Радиоактивная посуда . Речь идет о стеклянной посуде, которую окрашивали в бледно-зеленый цвет, добавляя диоксид урана (возможны и другие цвета: от прозрачно-желтого до голубого). Излучение от такой посуды составляет около 100 мкР/ч. Радиоактивные вещества связаны стеклом, что значительно снижает риск их распространения в окружающую среду. Кроме посуды, из него делали пуговицы.

Современное урановое стекло выпускают из обедненного урана, что значительно уменьшает его опасность. Как его определить? Оно хорошо светится в ультрафиолетовом излучении.

Тумблеры ППН -45 . Эти металлические переключатели с белым шариком на конце есть практически у каждого. Также их можно видеть на приборной доске старых троллейбусов, в тепловозах и много-много где еще. Ограничений нет.

Однако энтузиасты, не выпускающие дозиметров из рук даже ночью, выяснили, что в тумблерах, которые выпускались до 1964 года, также применялась светомасса постоянного действия с добавкой радия-226. В первую очередь, это касалось тумблеров, выпускавшихся в рамках военных заказов. СПД находится именно в том белом шарике на рычажке: если дозиметр поднести на расстояние сантиметра к тумблеру, то «фонит» нещадно. На дистанции в несколько десятков сантиметров уровень радиации уже нормальный. Кстати, более поздние модели тумблеров несколько дружелюбнее и не содержат в себе радиоактивных веществ.

Радиоизотопный пожарный извещатель . Принцип действия радиоизотопного извещателя основан на ионизации воздуха камеры при облучении его радиоактивным веществом. В советских радиоизотопных извещателях (РИД-1, КИ) источником ионизации являлся радиоактивный изотоп плутония-239. Они включались в первую группу потенциальной радиационной опасности и представляли серьезную опасность при разрушении пластин с нанесенными на них радионуклидами.

Нынешние не столь опасны: излучение от радиоактивного никеля поглощается внутри извещателя. А вот если его разбить, могут возникнуть определенные проблемы. Смертельную дозу радиации вы, конечно, не получите, но даже небольшая вам ни к чему.

Есть еще значительное количество вещей военного или полувоенного назначения, в которых в советское время использовались радиоактивные элементы. Это могут быть некоторые модели датчиков обледенения (типа РИО-3), которые содержат стронций-90, или старые, раритетные артиллерийские прицелы .

В некоторых старых фотообъективах стекло просветляли с помощью радиоактивных элементов. Они тоже дают повышенный фон.

Дозы радиации

0.22 МкЗв/час – обычный радиационный фон;

1.00 МкЗв/час – облучение, получаемое экипажем самолета, совершающего перелет Токио – Нью-Йорк через Северный полюс;

2.28 МкЗв/час – средний допустимый уровень облучения для работников атомной промышленности;

570.77 МкЗв, разовая доза – половина людей, получивших такую дозу радиации, умирает в течение месяца.

(«ХиЖ», 1977, №10)

Диву дался тут Иван.

«Что, — сказал он, - за шайтан:

Шапок пять найдется свету,

А тепла и дыма нету,

Эко чудо-огонек!

П. П. Ершов. Конек-горбунок

Далеко не все представляют себе, почему часы светятся. Не раз приходилось объяснять - устно и письменно, - что нет, элемент фосфор тут ни при чем. Светом часы обязаны люминофорам - веществам, способным отдавать в виде излучения избыток энергии, которую они получили при возбуждении, или, если хотите, подзарядке, скажем, видимым светом либо ультрафиолетовыми лучами. Довольно часто задают и такой вопрос: не вредно ли это свечение для здоровья? Здесь рассказывается о тех люминофорах, которые наносят на циферблаты и стрелки, о том, из чего их делают и как; коротко сказано и о гигиенической стороне дела.

Впитывающие солнечные лучи

Науке и практикам известно много разных люминофоров. Например, биолюминофоры (возбудитель энергии - биохимическая реакция); электролюминофоры, которые начинают светиться под действием электрического разряда; хемилюминофоры, возбуждаемые химическими реакциями, и многие другие. В часовой промышленности используют только малую часть их, а именно фотолюминофоры и радиолюминофоры.

Если вещество после возбуждения излучает лишь миллиардные доли секунды, то такое свечение называют флюоресценцией (слово происходит от названия плавикового шпата - флюорит; некоторые разновидности его светятся). Когда же вещество испускает лучи минуты, часы, дни, то это явление именуют фосфоресценцией, а светящиеся материалы - фосфорами. Как и название химического элемента, это слово происходит от греческого «фосфорос» - светоносный.

Термин «фосфор» применительно к люминесцирующим веществам появился в середине XVII века - после того, как было обнаружено, что после прокаливания некоторые минералы приобретают способность как бы впитывать солнечные лучи, а потом в темноте их испускать. В 1612 году такими минералами заинтересовался Галилей; он оставил нам одно из первых описаний фосфоресценции, однако причину этого странного явления объяснить не смог.

Прошло еще 250 лет, прежде чем удалось разгадать загадку светящихся камней... В семидесятых годах прошлого столетия английская фирма «Бальмен» начала промышленное изготовление бальменовской светящейся краски. Как и положено, состав ее был секретом фирмы. Однако вскоре он был разгадан французским химиком Вернейлем. Ученый установил, что основа краски - сернистый кальций, а свойство светиться она приобретает благодаря ничтожной примеси солей висмута. Сейчас такие примеси называют активаторами.

Электроны в ловушке

Люминофоры, или кристаллофосфоры, состоят из основы и активатора (например, сернистого кальция и солей висмута, как в бальменовской краске; существует множество других сочетаний). Однако способностью светиться обладает не весь люминофор, а лишь некоторые участки его, так называемые центры свечения, или центры фосфоресценции. Это места, где в кристаллической решетке основы есть нарушения. Вот как они возникают: смесь основы и активатора подвергают термической обработке; тогда строго определенное количество примеси входит в решетку основы и происходит их совместная кристаллизация; там, где это произошло, кристаллическая решетка оказывается нарушенной. Кстати, было обнаружено, что проникновение примеси облегчают легкоплавкие соли - плавни, поэтому при изготовлении люминофора их специально вводят в реакционную массу.

В кристаллофосфоре существуют три энергетические зоны; отличаются они тем, в какой степени их энергетические уровни заполнены электронами; отсюда и название зон: заполненная, или валентная (I), запрещенная (II), незаполненная, или зона проводимости (III). Вероятность попадания электронов идеального кристалла в зону II ничтожно мала, поэтому она и называется запрещенной. Когда же в решетку внедряются специальные примеси - активаторы, то в местах их вхождения в решетку картина изменяется: в зоне II появляются новые уровни - центров свечения (Ц) и ловушек (Л), в которые могут забираться электроны люминофора.

На самом деле, конечно, никаких реальных ловушек тут нет, просто в таком энергетическом состоянии электрон может оставаться довольно долго и после прекращения возбуждения кристалла; природа этого явления до конца еще не ясна. Под действием тепловых колебаний решетки электроны постепенно высвобождаются из ловушек, теряют энергию, и люминофор светится. Было замечено, что длительность послесвечения тем больше, чем ниже расположена ловушка, то есть чем больше энергии требуется для освобождения электрона.

Под действием видимого света или ультрафиолетовых лучей, от соударения с быстро движущимися заряженными частицами (например, альфа- или бета-) электроны люминофора возбуждаются и перемещаются на уровни с более высокой энергией. Возвращаясь затем в исходное состояние, электроны излучают избыток энергии в виде квантов света. Простым глазом мы видим не отдельные вспышки, а сплошной поток света, а вот через лупу можно наблюдать и единичные сцинтилляции, хотя длительность каждой - около 0,00005 секунды.

Люминофоры-долгожители

Люминофоры подразделяют на временные и постоянно действующие. Вспомните елочные игрушки, покрытые люминесцентными красками. В состав таких красок входят короткоживущие люминофоры... Лампы выключены. Игрушки светятся ярко. Но через некоторое время их уже не видно. Если опять включить свет и затем выключить, игрушки снова загорятся.

Основу светящихся составов временного действия составляют сернистые соединения цинка, кальция, кадмия, стронция, бария. Их прокаливают с ничтожными количествами солей тяжелых металлов: меди, марганца, висмута. Одни люминофоры светятся голубым светом, другие - красным, третьи - зеленым.

Для часов неудобны люминофоры, светящиеся недолго (хотя раньше, а иногда, к сожалению, и сейчас некоторые предприятия такие вещества все-таки используют). Циферблаты должны быть различимы по крайней мере спустя 10-12 часов после освещения. Среди люминофоров временного действия такие составы есть Например, стронций-сульфидный люминофор; он излучает свет около 12 часов без подзарядки. Но у этого вещества есть существенный недостаток: в присутствии влаги происходит гидролиз сульфида стронция и выделяется сероводород - агрессивный газ, разъедающий механизм часов.

В часовом деле все больше применяют люминофоры постоянного действия. К таким долгожителям относятся радиолюминофоры. В их состав, кроме обычных основы и активатора, входит еще и источник энергии - радиоактивное вещество. Люминесцентные смеси такого рода не нуждаются в периодическом освещении: люминофор заставляют работать заряженные частицы, испускаемые радиоактивной добавкой.

К радиоактивным добавкам в часовой промышленности предъявляют строгие требования. Вначале в люминофоры вводили соединения радия-220. Но период его полураспада - 1500 лет. Часы старели, ломались, а циферблат продолжал оставаться источником радиоактивного излучения. В дальнейшем стало ясно, что в люминесцентных составах более приемлемы в качестве источников энергии тритий, прометий-147, углерод-14. Живут они около 10 лет. К тому же эти вещества испускают мягкие бета-лучи, что тоже очень важно.

Чем больше радиоактивного вещества добавляется в фосфоресцирующую массу, тем она ярче светится. Но постоянная бомбардировка заряженными частицами не проходит для самого люминофора бесследно. Если частиц слишком много и они несут слишком большую энергию, центры свечения фосфоров быстро разрушаются. Пустили жильцов в дом, а они его развалили... Поэтому из радиоактивных веществ берут те, что испускают бета-лучи: во-первых, они меньше разрушают люминофор, а, во-вторых, их почти полностью поглощают корпус и стекло часов.

К люминофорам предъявляют жесткие санитарно-гигиенические требования. В свое время была тщательно замерена величина радиоактивного излучения от циферблатов со светомассой постоянного действия, и медики пришли к выводу, что носить часы с такими люминофорами можно, угрозы для здоровья они не представляют. Однако полностью не были решены проблемы производственной вредности: как наносить светящиеся составы, соблюдая при этом правила техники безопасности; куда девать отходы; как хранить большие партии таких часов. Это привело к тому, что в 1958 году в СССР был прекращен выпуск часов с радиоактивной светомассой. Сейчас благодаря усилиям технологов, химиков, медиков и инженеров созданы специальные участки, где готовят и наносят люминофоры; эти участки отвечают всем требованиям техники безопасности.

Люминофор-каприза

Фосфоресцирующая смесь - это бесцветный кристаллический порошок, очень нежный и капризный: разрушение кристаллической решетки или появление посторонних примесей резко уменьшает яркость его свечения. И все-таки некоторой обработке подвергнуть порошок приходится. Хотя бы для того, чтобы приклеить его к циферблату.

Самое лучшее было бы, конечно, заключить кристаллики в прозрачную оболочку и в таком виде прикреплять на часы. Но этот способ возможен не всегда. Значит, нужны связующие: клеи, лаки. С их помощью, кстати, не только удерживают люминофор на циферблате, но и защищают его от воздействия атмосферной влаги, от механических повреждений и даже от ультрафиолетовых лучей, способных разрушить светящееся покрытие.

Наиболее часто в часовой промышленности применяют акриловые, винилитовые и полистирольные лаки; реже используют цапонлак или ацетилцеллюлозный; и особое предпочтение отдают даммаровому паку, он образует прочную прозрачную пленку, непроницаемую для ультрафиолетовых лучей.

Количество связующего, подмешиваемого к люминофору, обычно очень невелико, иначе лак обволакивает кристаллики и сильно уменьшает яркость их свечения. Компоненты осторожно смешивают в стеклянной или фарфоровой посуде, о растирании смеси и речи быть не может. Готовят состав непосредственно перед нанесением. Готовую смесь наносят кистью, пером, стеклянной палочкой, шприцем или с помощью печатной установки.

Не так давно в зарубежной литературе появились сообщения еще об одном способе нанесения фосфоресцирующих смесей- о методе осаждения их из электролитов вместе с металлами: никелем, серебром, палладием, золотом. На циферблате образуется красивое комбинированное покрытие, оно одинаково хорошо выглядит и на свету, и в темноте.

Сейчас часовая промышленность страны выпускает часы с циферблатами, которые покрыты люминофорами постоянного действия в нескольких вариантах, например «Амфибия» для аквалангистов. (Кроме того по-прежнему делают будильники с циферблатами, на которые нанесена люминесцентная краска, но она плохо выполняет свою роль - через полтора-два часа после подзарядки уже не светится.) В будущем ассортимент часов с люминофорами-долгожителями будет расширяться, производство их увеличится.

Кандидат технических наук Е. Я. Бесидовский,

Научно-исследовательский институт часовой промышленности

Миф о том, что радиоактивные вещества светятся, скоро отпразднует вековой юбилей и, несмотря на это, по‑прежнему активно эксплуатируется писателями, художниками и режиссерами XXI века. Он уходит корнями в 20−30-е годы прошлого столетия, когда в бытовых приборах стали активно применять краску на основе сульфида цинка и меди с добавлением радия. Сульфид цинка с медью — распространенный люминофор, который под действием электронного луча окрашивает экраны радаров и осциллографов в «фирменный» зеленый цвет, а в составе краски светится под действием альфа-излучения радиоактивного металла радия.

Компания mb-microtec состоит из трех подразделений. Помимо производства тритиевых источников света Trigalight и «домашней» часовой марки Traser в нее входит Glencatec. Фактически это исследовательская лаборатория, призванная найти новые сферы применения для ноу-хау mb-microtec. Ее наиболее интересные проекты связаны с разработкой медицинских микророботов, заключенных в герметичные стеклянные капсулы с помощью технологии лазерной инкапсуляции Trigalight.

В те годы радий был популярнее, чем Марлен Дитрих. На завораживающих промоплакатах счастливые семьи собирались у каминов, источающих загадочное зеленоватое свечение, и миллионы людей с нетерпением ожидали появления атомных духовок на своих кухнях и атомных автомобилей в гаражах.

После того как человечество столкнулось с опасностями радиации, эйфория сменилась другой крайностью: малейшее упоминание о радиации заставляет людей напряженно хмурить брови. Между тем даже обычный банан способен вызвать ложное срабатывание радиационного детектора — ведь бананы от природы содержат изотоп калий-40. Детекторы дыма, которые мы можем увидеть на потолке в каждом офисе, используют распадающийся америций-241.

Сырьем для большинства источников служит так называемая базовая трубка из боросиликатного стекла. Ее диаметр равен 12 мм, длина — 1,5 м. Чтобы получить микротрубки нужных параметров, базовую трубку нагревают и растягивают на специальном станке, разработанном mb-microtec. При этом и диаметр трубки, и толщина стенок уменьшаются, а длина, соответственно, увеличивается. Из одной базовой трубки можно получить 120 полуметровых отрезков диаметром 0,5 мм. Этот крайне деликатный процесс контролируется вручную: оператор регулирует скорость прохождения трубки, температуру нагрева и интенсивность воздушного охлаждения. Для изготовления прямоугольных «тригалайтов» используется базовая трубка прямоугольного сечения.

Мы посетили фабрику компании mb-microtec (Берн, Швейцария), где производятся источники света на основе радиоактивного газа трития. Это производство в некотором роде уникально. Несколько компаний в мире (их можно пересчитать по пальцам) производят тритиевые источники, однако только технологии mb-microtec позволяют изготавливать миниатюрные колбы, пригодные, в частности, для установки в циферблат часов. Поэтому всем часовым домам, которые хотят осветить свои модели тритием, приходится обращаться в mb-microtec.

Процесс нанесения люминофора на внутреннюю поверхность трубки — одно из важнейших ноу-хау компании. Сперва стекло очищается и «активируется». В этом процессе участвуют вода, мыльный раствор, растворы с основными и кислотными свойствами. После сушки в трубки засыпается порошкообразный люминофор. Со стороны кажется, что порошок просто пролетает сквозь трубку и высыпается на стол с другой стороны, но благодаря активации он ровным слоем покрывает стеклянную поверхность. Процесс засыпки повторяется трижды, после чего трубка отправляется на проверку. Каждая заготовка должна продемонстрировать ровное свечение в ультрафиолетовых лучах. Готовые трубки на сутки отправляются в печь на просушку.

Вот такая рыба!

«Нам доставляют огромные контейнеры с тритием!» — с гордостью объявляет Джон Уильямс, технический директор mb-microtec. Мы ожидаем, что в следующий момент Джон разведет руки в стороны традиционным жестом «вот такая рыба!», но его ладони рисуют в воздухе разве что средних размеров плотву.

Дело в том, что тритий — одно из редчайших веществ на планете. Его мировые запасы оцениваются от силы в 30 кг, при этом один килограмм стоит примерно $30 млн. Промышленный тритий производят в ядерных реакторах, облучая нейтронами литий-6. Зато трития полно на Солнце. Напомним, что тритий — это изотоп водорода, ядро которого содержит один протон и два нейтрона. В условиях мощнейшей гравитации и высочайшей температуры светила (15 млн градусов) ядра трития сталкиваются с ядрами дейтерия («тяжелого водорода»), состоящими из одного протона и одного нейтрона. При этом образуется ядро нового химического элемента гелия (два протона и два нейтрона), высвобождается нейтрон и огромное количество энергии. Ядро гелия легче, чем ядра дейтерия и трития. Если вспомнить знаменитое E = mc 2 , где c — скорость света, становится понятно, почему солнце дарит нам столько тепла.

Многие годы физики пытаются воссоздать на Земле процессы, происходящие в солнечном пекле (и делают определенные успехи). Когда им это удастся, тритий будет снабжать людей практически даровым электричеством. А до тех пор он может послужить нам, поджигая люминофор в светящихся трубках. Ведь главное свойство трития — безопасность.

Да, он радиоактивен, но радиация радиации рознь. Самое опасное гамма-излучение (фотоны с высокой энергией) вызывает лучевую болезнь и онкологические заболевания, хотя оно же используется и для лечения рака. Блокировать такое излучение можно только с помощью толстого слоя материала с тяжелыми ядрами (свинец, обедненный уран).

Специалист запаивает один конец каждой трубочки с помощью паяльной лампы, и уже не трубочки, а колбочки отправляются на заправочную станцию и подсоединяются к штуцерам. 30 штуцеров располагаются на общем коллекторе. Сначала из трубок откачивают воздух и в течение некоторого времени контролируют давление в системе. Так трубки проверяют на герметичность. После завершения теста в коллектор подается тритий. Яркость свечения и срок службы источников прямо зависят от количества закачанного в них трития. Чтобы в емкости поместилось больше радиоактивного газа, их охлаждают, погружая в жидкий азот. Напомним, что температура жидкого азота составляет -196°С. По завершении заправки специалист запаивает верхние концы трубок паяльной лампой и аккуратно отделяет их от станции.

Альфа-частицы представляют собой не что иное, как ядра гелия. От альфа-излучения легко защититься даже тонким слоем материала, однако оно представляет опасность при попадании в организм. Яркие примеры того и другого — америций-241 из дымовых детекторов и печально известный полоний.

Для трития характерно мягкое бета-излучение, которое представляет собой поток электронов и позитронов. Загородиться от него можно даже листом бумаги. Энергии бета-частицы недостаточно, чтобы проникнуть в организм через кожу. Стоит ли говорить, что излучение трития никак не может покинуть стеклянную колбу. Даже если вы вдохнете небольшое количество трития, он покинет организм, не успев нанести ему значительного вреда.

Лазерная резка — пожалуй, главное ноу-хау mb-microtec. Длинные трубки, уже заполненные тритием, помещаются в станок, который нарезает их на нужные отрезки с ювелирной точностью. При этом лазер не просто разрезает заготовку, но и мгновенно запаивает концы получившихся отрезков, не оставляя тритию ни малейшего шанса покинуть трубки. В целях безопасности станок герметизируется и запирается на время работы. Его невозможно открыть до тех пор, пока встроенный датчик не констатирует полное отсутствие трития внутри прозрачного кейса. С помощью видеокамеры и монитора оператор непрерывно следит за качеством резки. Сразу после резки новоиспеченные «тригалайты» проходят очередной тест на герметичность: оператор рассматривает партию источников в темной комнате, выискивая темные точки.

Тем не менее, входя на заправочную станцию, мы надеваем халаты и специальные бахилы, а на стенах в каждой комнате наблюдаем высокочувствительные газоанализаторы и датчики радиации. Они способны почувствовать малейшую утечку трития и в мгновение ока герметизировать помещение, запустив систему экстренной вентиляции.

«Первая причина для повышенных мер безопасности — это официальные нормативы, — поясняет Джон Уильямс, — вторая — это небольшая вероятность образования тритиевой воды при случайном взаимодействии газа с жидкостями». Тритиевая вода, в которой часть атомов водорода заменена атомами трития, опасна тем, что при попадании в организм может задержаться там несколько дольше, чем газ, который мы постоянно вдыхаем и выдыхаем.

Процесс упаковки «тригалайтов» завораживает: быстрыми и точными движениями механический манипулятор достает микротрубочки размером всего 0,5 х 5 мм каждая из горстки, проносит над фотоаппаратом со вспышкой и аккуратно укладывает в пластмассовые палеты. В зависимости от модели палет в каждой из них может располагаться 605, 943 или 1375 источников. Палеты — это не просто удобная упаковка. Они используются на сборочном производстве часов, где такой же манипулятор подхватывает микротрубочки и устанавливает их на циферблаты — в строго определенное место под строго определенным углом. Механизм захвата у манипулятора пневматический. Во время фотосъемки каждому отдельному источнику присваивается номер. Фотография может служить подтверждением того, что источник был изготовлен качественно и точно соответствовал заданным размерам.

Наконец, есть и третья причина: все-таки вышеупомянутый контейнер действительно большой. Посудите сами на примере: в часах Traser Red Combat размещаются источники с совокупной активностью 1 гигабеккерель (один беккерель означает, что в источнике происходит один радиоактивный распад в секунду). В одном контейнере (на фабрике разрешается хранить два) помещается количество трития с активностью 50 000 кюри, а один кюри равняется 37 гигабеккерелям. Так что, если посчитать, сколько часов можно изготовить, использовав весь запас трития на фабрике, мы получим цифру 3 700 000!

Проверено законом

Разумеется, световые источники mb-microtec используются не только в часах. Их можно встретить в оружейных прицелах, авиационных приборах, рыболовных поплавках. Сфера применения тритиевой подсветки постоянно расширяется: источники появляются в дизайнерских дверных ручках, указателях выхода для самолетов и шахт.

Это неудивительно: тритиевые источники дают стабильный свет, служат 25 лет, не нуждаются в питании и подзарядке. Этим они выгодно отличаются от люминофоров на основе фосфора и им подобных, которые запасают энергию света в течение дня, но уже после одного часа, проведенного в темноте, теряют до 90% яркости.

Для тех, кого не убедил рассказ о безопасности трития, остался последний аргумент. Тритиевая подсветка — одна из самых проверенных технологий в мире. Потому что мало найдется технологий, которые бы привлекали столь пристальное внимание со стороны государственных контролирующих органов.

Опубликованная в 1859 году книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» потрясла западное общество. Однако Дарвин едва ли мог вообразить, что поднятая им буря не уляжется даже через полтора столетия. Хотя серьезные ученые и многие теологи сейчас признают правоту эволюционизма, миллионы людей продолжают его отвергать. Ричард Докинз - всемирно известный биолог, популяризатор науки, атеист, рационалист, «ротвейлер Дарвина» - берется убедить любого непредвзятого читателя в том, что эволюция - это не «просто теория», а всесторонне подкрепленный доказательствами факт.

Художественное оформление и макет Андрея Бондаренко.

Издание осуществлено при поддержке Фонда некоммерческих программ Дмитрия Зимина «ДИНАСТИЯ»

В геологических слоях наблюдается следующая последовательность ископаемых остатков:

1. Беспозвоночные (малоподвижные морские животные). Во время Всемирного потопа они должны были погибнуть первыми, следом - более подвижные рыбы, которых завалило илом.

2. Амфибии (живут близко к морю) - вымерли, когда вода начала подниматься.

3. Рептилии (медленно движущиеся наземные животные).

4. Млекопитающие - могли убегать от наступающей воды, при этом чем крупнее и быстрее животное, тем дольше оно продержалось.

5. Человек - должен был проявить наибольшую изобретательность, цепляясь за плавающие бревна и тому подобное, чтобы спастись от наводнения.

Эта последовательность полностью объясняет порядок, в котором различные ископаемые обнаруживаются в геологических слоях. Это никоим образом НЕ порядок, в котором животные появлялись в процессе эволюции - это порядок, в котором они были погребены во время Ноева потопа.

Замечательное объяснение! Оставив прочие причины, по которым с ним невозможно согласиться, замечу только, что млекопитающие в таком случае должны быть только статистически , то есть в среднем успешнее убегать от воды, чем, например, рептилии. На самом деле, как и предсказывает теория эволюции, в более древних геологических слоях млекопитающих вообще нет . Теория «бегства в горы» была бы более обоснованной, если бы с глубиной залегания слоев количество остатков млекопитающих убывало статистически, постепенно. Однако выше перми нет трилобитов, а выше мела нет динозавров (кроме птиц). Теория «бегства в горы» в этих случаях предсказывает постепенное убывание.

Но вернемся к датированию и радиоактивным «часам». Поскольку последовательность расположения слоев осадочных пород хорошо известна и одинакова во всем мире, можно использовать вулканические породы, залегающие непосредственно над или под этими слоями (или внутри них) для датирования осадочных слоев и, соответственно, обнаруженных в них окаменелостей. Усовершенствовав метод, мы сможем датировать ископаемые остатки, находящиеся, скажем, в верхней части карбона или мела, как более ранние, чем окаменелости, лежащие чуть глубже в этих же слоях. Нет необходимости искать прослой вулканической породы в непосредственной близости от ископаемого, возраст которого мы хотим определить. Исходя лишь из того, что окаменелость найдена в определенной части девонского слоя, ее возраст можно определить, скажем, как верхнедевонский. Анализ возраста вулканических пород, обнаруживаемых рядом с девонскими осадочными породами по всему миру, показывает, что девон окончился около 360 миллионов лет назад.

Калий-аргоновые «часы» - только одни из многих радиоактивных «часов», доступных геологам. Все они работают по одному и тому же принципу, хотя шкала у них разная. Ниже приведена таблица, в которой «часы» ранжированы от медленных к быстрым. Еще раз отметим огромный разброс периодов полураспада - от 49 миллиардов лет до 6 тысяч лет. Быстрые «часы» (например, углерод-14) имеют особый механизм обнуления. Все атомы быстро распадающихся изотопов, которые были на Земле в момент ее возникновения, давным-давно распались. Прежде чем перейти к рассказу о радиоуглеродном датировании, есть смысл остановиться еще на одном доказательстве древности Земли - планеты , возраст которой составляет миллиарды лет.

У всех химических элементов, встречающихся на Земле, есть 150 стабильных изотопов и 158 нестабильных, всего 308. Из 158 нестабильных изотопов 121 полностью исчез или существует, как углерод-14, только из-за постоянного обновления (мы увидим это чуть позднее). Теперь, если мы рассмотрим оставшиеся 37 существующих на Земле нестабильных изотопов, мы обнаружим важную и интересную вещь. Период полураспада каждого из них превышает 700 миллионов лет. У каждого из исчезнувших изотопов время полураспада не превышает 200 миллионов лет. Эти цифры не должны сбивать вас с толку - помните, что мы говорим о периоде полураспада . Рассмотрим судьбу радионуклида с периодом полураспада в 100 миллионов лет. Исходя из того, что мы обсуждали в середине главы, можно заключить: изотопы, период полураспада которых в десять и более раз уступает возрасту Земли, фактически исчезли, их больше нет на планете нигде, за исключением некоторых особых условий. Учитывая исключения, причины которых ясны, на Земле обнаруживаются только изотопы, период полураспада которых позволяет им сохраниться на очень старой планете. Углерод-14 представляет собой одно из вышеупомянутых исключений, потому что его запас на Земле постоянно пополняется. Следовательно, углерод-14 в качестве радиоактивных «часов» надо воспринимать отдельно от прочих. Что это означит - обнулить углеродные часы?

<<< Назад

Вперед >>>

Наручные часы с негаснущими цифрами и стрелками пользуются неизменной популярностью у сильной половины человечества. Существует немало слухов об их смертельной опасности, ведь в основе их практически «вечной» люминесценции - радиевая или тритиевая радиоактивная светомасса, обеспечивающая четкую видимость хронометра даже в кромешной темноте на протяжении многих лет. Что же правда, а что - ложь, попробуем разобраться.

Первые радиоактивные часы

В 1914 году американская компания U.S. Radium Corporation начала выпускать наручные часы под маркой Undark с светящимися циферблатами, поверхность которых была полностью покрыта краской на основе радия. В 1916 году она запатентовала люминесцентный порошок Radiomir на основе радия, который позволял создавать отлично читаемую разметку при полном отсутствии света.

Краска превосходно держалась под водой, поэтому стала применяться для обозначения цифр и стрелок часов, выпускаемых заводом для подводников. Учитывая 1602-летний период полураспада радия-226, она должна была обеспечивать непрерывное свечение разметки сотни лет.

С началом Первой мировой войны изделия с новой световой индикацией стали пользоваться спросом среди военных. Выполняя государственный заказ оборонного ведомства США, владелец Radium Corporation нанимает юных девушек для ручной раскраски стрелок и циферблатов. Рисуя стрелки и цифры, работницы облизывали кисточки, стараясь их сделать тоньше, и радиоактивный радий проникал в их организм, облучая органы и ткани.

Дело о «радиевых девушках»
Впоследствии все девушки заболели тяжелыми поражениями скелета, у многих из них наблюдался остеонекроз челюсти и паталогические переломы костей. Несколько из них подали в суд на компанию, требуя денежную компенсацию за нанесенный им физический и моральный вред. Начался длительный судебный процесс, получивший название - дело «радиевых девушек». В конечном итоге они смогли заключить мировое соглашение с корпорацией и получили по 10000 долларов плюс еще 600 за каждый год, проработанный на заводе.

Спецчасы Radiomir для водолазов

Накануне Второй мировой войны компания Radium, переименованная в Officine Panerai, разработала наручные часы Radiomir для подводников Королевских войск Италии с большим водонепроницаемым корпусом и светящимися цифрами. Согласно архивам ВМС, их было произведено всего десять экземпляров. В более поздних моделях использовался другой способ нанесения разметки: радиевым составом окрашивался весь циферблат, который затем покрывался тонкой пластиной с вырезанными цифрами и часовыми метками.

Свечение хронометра было настолько ярким, что военнослужащим приходилось его накрывать, чтобы противники не заметили его в темноте. О том, что изделия смертельно опасны, подводники не подозревали, пока от атомных взрывов не пострадали города Хиросима и Нагасаки, а сотни тысяч людей не получили смертельные дозы облучения.

Большая часть часов Radiomir была замурована в бетонный контейнер и погружена на дно Средиземного моря. Проданные экземпляры, несмотря на радиоактивную опасность, считаются раритетной ценностью, и многие коллекционеры не прочь пополнить свое собрание подобной редкостью.

Чем опасны наручные часы на основе радия?

Обычные наручные часы содержат до 4,5 Мки радия, который вместе с дочерними продуктами образует α-, β- и γ-облучение. Гамма-лучи легко проникают сквозь часовое стекло в мышечная ткань руки, приводя к накоплению дозы облучения до 4 рад в год. Если циферблат 16 часов в сутки находятся на уровне гонад - наиболее радиочувствительных клеток, они могут получить дозу радиации от 1 и до 60 мрад/год. С учетом естественного радиоактивного фона, такое дополнительное облучение способствует возникновению хромосомных мутаций и появлению наследственных заболеваний у потомства.

Вот почему МАГАТЭ в 1967 году запретило использовать радий в часовом производстве и рекомендовала заменить его радионуклидами со слабым бета-излучением: тритием (Н3) или прометием (Pm147). Бета-частицы имеют небольшой пробег и полностью поглощаются металлическим корпусом наручных часов, делая их более безопасными для здоровья человека. Единственный минус тритиевого состава - при нарушении герметичности корпуса радионуклид способен проникнуть в кожу человека и вызвать местное облучение тканей.

Часы с тритиевой подсветкой

Ввиду опасности радиевого порошка, производители предприняли попытки по его замене более безопасными светосоставами. Так, в 1949 году был опробован новое светящееся вещество на основе трития, получившее название Luminor. Известные бренды Omega и Rolex использовали его для выпуска специальной серии наручных часов для подводников. Ввиду сравнительно небольшого периода полураспада радионуклида - около 12 лет, со временем люминесценция ухудшалась, и компания предлагала перенанесение световой массы в заводских условиях.

Кроме того, многие пользователи опасались возможного проникновения изотопов сквозь корпус, особенно в тех моделях, где имелось большое количество тритиевой краски. Плюс ко всему некоторые страны ограничили ввоз на свою территорию радиоактивных веществ, в результате чего продажи часов упали. В связи с этим, в 90-ых годах швейцарские производители прекратили использовать тритиевый порошок для разметки циферблатов, заменив его более безопасными люминесцентными составами.

Интересный факт
В 1975 году был принят международный стандарт, допускающий применение только двух радионуклидов - трития и прометия, причем с ограничением по их радиоактивности. С этого времени производители часов обязаны были наносить маркировку «T Swiss made T» на свою продукцию с тритием, излучающим не более 7,5 мК, или «Swiss T<25», если излучение не превышает 25 мК.

Возрождение наручных часов с радиоактивной подсветкой

Несмотря на попытки разработать безопасные радиоактивные светомассы, ничего лучшего, чем тритий придумано не было. И в 2000 году он вновь стал использоваться для разметки циферблатов, но в обновленном виде. Корпорация MB Microtec разработала более безопасную технологию, основанную на радиолюминесценции тритиевых светосотавов, получившую название PLT - Permanent LightTechnology. Впоследствии ее переименовали в Tritium Gas LightSystems (TGLS) или Trigalight. Начиная с 2008 года, компания занялась выпуском своих кварцевых часов с разметкой «тригалайтами» под маркой Traser, которые сразу оценили военные.

Принцип работы «тригалайт»

Стеклянная трубочка толщиной 0,5-0,9мм и длиной 1,3-6,6 мм окрашивается изнутри люминофором- сульфидом цинка, затем под давлением заполняется газообразным тритием. Под воздействием гамма-частиц, излучаемых тритием, он светится в темноте без дополнительной подзарядки солнечным светом. Свечение получается зеленым, но варьируя толщиной стекла, давлением и концентрацией газа, можно получить красную, синюю, желтую или белую подсветку. В отличие от порошкообразных светосоставов прошлых времен, газообразный тритий обладает более интенсивным и стабильным свечением.

Trigalight: безопасен или нет?

Инновационная технология изготовления радиолюминесцентных светоисточников «Тригалайт» считается безопасной для человека по нескольким причинам

Толщины люминофора и стенок герметичной капсулы достаточно для полного поглощения, выделяемого тритием бета-частиц. Как показали исследования, электроны обладают небольшой энергией, распространяются в воздухе всего на 1-3 мм.
Нарезка и запаивание длинной стеклянной трубки на нужные отрезки проводится одновременно специальным лазером. Луч режет заготовку на капсулы, мгновенно оплавляя их концы, после чего полученные «тригалайты» тестируются на герметичность в темной комнате.
Закрепляют «тригалайты» в часах самым надежным способом: в циферблате или на стрелке сверлится отверстие, куда помещается колба с тритием.

Сегодня компания Microtec выпускает капсулы двух видов - T25 и T100 с разной интенсивностью свечения, которые используются многими производителями наручных часов для разметки стрелок и циферблатов. Например, швейцарским брендом Ball и американской компанией RBMG, создавшей часы Luminox исключительно для спецназа ВМС США.

Ежедневное ношение часов Ball с тритиевой подсветкой в течение одного года в 2000 раз безвреднее, чем один перелет на 2400 километров.

Как определить опасны часы или нет?

Вероятность обнаружения раритетных часов с радиевой подсветкой мала, но есть, если в семье остались раритеты от бабушек или дедушек. На таких часах должна быть нанесена желто-коричневая, кремовая или горчичная разметка, способная светиться в темноте. Окончательно убедиться в их радиоактивности поможет дозиметр RADEX, имеющий высокочувствительный счетчик Гейгера, который быстро и точно измеряет как гамма-, так бета-излучение. Прибором просто пользоваться, полученные данные отражаются на большом экране, превышение фона обозначается звуковым сигналом или вибрацией.