1不滅的長明燈——原子燈

氚氣燈鑰匙鏈

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核技術的放射性同位素,為人們提供了一種新的光源,產生了現代的長明燈——原子燈。
原子燈:atomic lamp 又稱同位素光源。利用放射性同位素放出的射線激發磷光體發光的一種微光光源。原子燈一般由燈體、磷光體和β放射性氣體三部分組成:燈體是一個透光的密封外殼,通常採用具有耐輻照的玻璃燈泡;磷光體塗在其內壁上(常採用ZnS(Cu)物質),激發出綠色光;燈泡經抽真空后充入β放射性氣體再經密封即製成原子燈。目前應用最廣的是氚燈(3H)和氪燈((85Kr)。原子燈不需要外界提供能量而自行發光,結構簡單,攜帶方便,且不受外部惡劣環境的影響,隱閉性強,可長期使用。原子燈的亮度為1~10cd/m2,主要用於一些特殊的場合的照明,例如夜間槍械準星瞄準,易燃易爆倉庫、地下礦井、坑道的照明和安全標誌,飛機場跑道夜間指示,公路、鐵路、航空、航海的信號燈,夜戰行軍標識等。

2發光原理

這需要從發光粉的發光原理說起。有許多叫做發光粉的物質,例如硫化鋅、硫化鈣、硅酸鋅和多種磷酸等,它們都有一種特性,當其接受光能和其它形式的能量時,本身就會被激發,處於能量的不穩狀態中。它隨時都要從這種不穩定的激發態回到穩定的基態,這時就將多餘的能量以光波的形式釋放出來。
這種光跟螢火蟲一閃一閃的黃綠光很相象,我們稱之為熒光。不過,這類發光粉在失去光源照射之後,熒光就會逐漸暗淡下去。如果將某些放射性物質與發光粉混合在一起,則發光粉就會長久發光不熄,我們就把它叫做「永久發光粉」。像全天候飛機、戰艦儀錶的指針、刻度和字碼上,都塗有這種發光粉。原子燈的原理與「永久發光粉」發光的原理差不多,都是讓放射性同位素髮射出來的射線打在發光粉上,把射線的動能轉換成可見光。

3結構

原子燈主要由燈泡和燈具兩部分組成。燈泡是發光部分,和普通的電燈泡差不多;燈具是固定和保護燈泡用的,並起到防止射線穿透出來的作用。原子燈的製造過程大致如下:先把一種含鈰元素的玻璃按需要的大小和形狀吹成玻璃泡,在玻璃泡的內壁均勻塗上一層液體硅酸鈉,吹入硫化鋅(銅)發光粉,塗有硅酸鈉的地方就把發光粉粘住了,多餘的發光粉用壓縮空氣吹出來,用脫脂棉將透光窗上附著的少量粉末擦乾淨。塗好發光粉的玻璃泡,抽成真空,充入一定壓力的氣體放射性同位素,燒熔封結,然後用環氧樹脂將其封口部與金屬燈尾套粘牢,就做成了原子燈泡。將原子燈泡裝到燈具上就可使用了。
原子燈的亮度主要由充入的放射性氣體的多少和所塗發光粉的厚度及面積來決定。供炮兵使用的小型原子燈,燈泡只有大拇指那麼大小,裡面裝的氪-85還不到一居里。在黑暗處,可在這種燈下看報紙,也完全滿足炮具的照明之用,但在十幾米之外,則又不容易發現它,符合隱蔽的要求。如果在彈藥庫房的牆壁上,每隔一定距離裝上一盞原子燈,一旦走進庫房就象走進神話里的寶庫一樣,沉浸在柔和的綠光之中,可以毫不費力地辨認出各種彈藥。假如將原子燈裝飾在塑像的頭上,虔誠的佛教信徒在晚上見到它,還會以為菩薩真的下了凡,頭上發著靈光呢!

4優點及其用途

原子燈的優點很多,它不消耗任何燃料,也不需要電源就能自動發光,可使用一、二十年。這種燈的安全性特別好,一直發出柔和的熒光。絕對不會因打火花而引起火災和爆炸事故。這種燈也不需要維修,不管在任何惡劣的自然環境中都能正常工作。它是彈藥、易燃易爆品倉庫和炮兵夜間訓練、作戰和指揮的理想照明工具。
原子燈還有許多用途,例如它可以作地下礦井、坑道的照明和安全指示,可作高速公路的交通標誌,在海軍和航海上也可用於夜間照明。
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