Опасные часы. О радиации в старинных часах

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 >>>

Часы и радиоактивные составы уже давно идут рука об руку. В начале и середине XX века обеспечить читаемость приборов (в том числе и часов) на бортах самых разных судов и самолетов (а также танков и прочей самоходной, особенно военной техники) получалось лишь с использованием крайне опасных для человека составов. Даже по истечению десятков лет после списания машины в утиль стрелки и шкалы ее приборов продолжают «фонить», распространяя вокруг себя вредную для всего живого радиацию. Это не сильно беспокоит создателей боевых машин: на войне все средства хороши, да и шансы умереть от радиационного фона, излучаемого стрелками танковых часов во время боевых действий, куда ниже, чем от неприятельского снаряда. «На гражданке» же отношение к вопросу радиационной безопасности совсем не такое, особенно сегодня. Да и технологии шагнули сильно вперед, открыв перед нами перспективы «мирного атома» даже в контексте приборов времени. Решение, с помощью которого ученые закрыли про-блему обеспечения часов долговечным источником света, поражает простотой и изяществом, хотя по своей сути схоже с самым настоящим реактором.

ОТКУДА В ЧАСАХ РАДИАЦИЯ

Решение было найдено в газе, имя которому тритий. Он был открыт еще в 1934 году Эрнестом Резерфордом, Маркусом Олифантом и Полом Хартеком. Тритий (Т или Н-3) является третьим изотопом водорода, ядро атома которого состоит из протона и двух нейтронов. Тритий нестабилен, имеет период полураспада 12,5 лет и при распаде излучает бета-радиацию (электроны).

Каждый атом трития излучает один электрон, который покидает ядро с таким количеством энергии, что он не в состоянии проникнуть сквозь кожу человека и может быть легко остановлен простым листом бумаги.

Идея поместить тритий внутрь герметичной колбы, стенки которой покрыты люминофором, пришла к швейцаркой компании mb-mictrotec (создатель часового бренда Traser). Элементы GTLS (Gaseous Tritium Light Source, или в русской версии «тригалайт») представляют собой миниатюрные источники света. Свечение вызвано взаимодействием нестабильного трития, запаянного внутри герметичных колб, с люминофором, которым покрыты их внутренние поверхности. В результате «бомбардировки» слоя люминофора электронами он выделяет энергию. Отсюда и аналогия с реактором, только вместо традиционного цикла «тепло-турбина-электричество-свет», мини-реактор Trigalight производит свет напрямую, обходясь без промежуточных звеньев цепи.

Преимущество подсветки на основе трития заключается в том, что она отличается постоянством свечения (яркость падает с 6000 нанокандел до нуля в течение десятков лет) и полной автономностью. То есть не требуется никаких источников света для «подпитки»: пока тритий не распался, тригалайт в рабочем состоянии. Широко распространенные в последнее время светонакопительные составы на основе алюмината стронция требуют источника света для «зарядки» и теряют в полной темноте 90% яркости в течение 60 минут. Тритиевая же подсветка теряет примерно половину яркости в течение 12 лет с момента изготовления (период полураспада трития ~ 12,5 лет) и примерно 75% яркости через 25 лет.

РАДИАЦИЯ РАДИАЦИИ РОЗНЬ

Несмотря на грозное сравнение с реактором, бояться тритиевых источников не стоит. Чтобы понять это, надо всего лишь уяснить разницу между типами излучения.

Существует три принципиальных вида радиоактивного излучения. Самым опасным является гамма-излучение, способное вызвать лучевую болезнь. Правда, в мирной жизни оно используется в медицине и промышленности, в основном на основе кобальта-60/цезия-137 (печально известного по ядерным катастрофам). Излучение этих изотопов очень жесткое, крайне опасное, защититься от него можно толстым слоем материала с тяжелыми ядрами (чаще всего используют свинец). Люди, работающие в зоне такого излучения, получают значительные льготы, а источники излучения находятся под строгим контролем. Только в России ежегодно за решеткой оказывается около десятка человек, пытавшихся сбыть или приобрести данные вещества.

Менее опасным считается альфа-излучение. Альфа-частица - это «кусок» ядра, состоящий из двух протонов и двух нейтронов. Источники альфа-излучения активно применяются в детекторах дыма, для облегчения зажигания искры, в некоторых радиолампах. Один из наиболее известных — америций-241. От альфа-излучения легко защититься даже листком бумаги, но его источники чрезвычайно опасны, если их вдохнуть или проглотить. Яркий пример негативного влияния на здоровье таких веществ - история об отравлении полонием автора скандальных книг о деятельности ФСБ Александра Литвиненко.

А вот источники мягкого бета-излучения (это поток электронов/позитронов, т.е. более легких, чем альфа, частиц) умеренно хорошо экранируются и обладают крайне полезным качеством: при попадании электрона в люминофор вызывают его свечение. В большинстве стран мира безопасные бета-излучатели вполне легальны. Именно на их основе любители ставят свои домашние опыты по производству электроэнергии с помощью мини-реакторов. Правда, обеспечить КПД системы, пригодный хотя бы для того, чтобы зарядить мобильный телефон в домашних условиях, практически невозможно. Именно бета-распад, который практически безопасен для здоровья человека, проходит в газообразном тритии.

СВЕТЯЩАЯСЯ ЛАПША

Компания mb-microtec является не единственным, но крупнейшим и старейшим производителем источников света на основе трития, поэтому принцип производства мы опишем, основываясь именно на ее примере. В ходе производства длинные трубки из боросиликатного стекла, очень похожие на стеклянную лапшу, изнутри покрываются люминофором. Для обеспечения разных цветов свечения могут быть использованы различные составы фосфорных соединений. Классический набор составляет 6 основных оттенков: зеленый, красный, синий, желтый, пурпурный и оранжевый, но, по желанию заказчика, могут быть изготовлены и некоторые другие.

После заполнения газом трубки разрезаются и запаиваются специальным лазером. Сечение трубок и длина отреза могут быть практически любыми, на сегодня самый маленький тригалайт это трубка круглого сечения с диаметром 0,35 мм и длиной 0,9 мм. Такими источниками не просто помечают индексы, но даже выкладывают на циферблатах целые цифры.

Яркость свежепроизведенного тригалайт-источника зависит от толщины покрытия, геометрической формы, чистоты использованного газа и давления при заполнении светового источника газообразным тритием. Нанесение дополнительного отражающего слоя может также в дальнейшем усилить свечение. Тем не менее одним из основных факторов является цвет светового источника: при прочих равных условиях зеленый тригалайт всегда ярче красного или синего.

КЛЕЙ ИЛИ СВЕРЛО?

Закрепление уже готовых тригалайтов происходит одним из трех способов. В первом случае колба с тритием обмакивается в специальный силиконовый клей и вручную пинцетом или с помощью роботизированной «руки» помещается на положенное место (на индекс или стрелку). Второй способ крепления тригалайтов более брутальный и трудоемкий: в стрелке или циферблате, а чаще всего в ранте просверливается определенного диаметра отверстие, в которое и помещается колба с тритием. При этом наибольшее внимание уделяется именно качеству торцевого среза и его полировке, чтобы обеспечить наиболее эффективное свечение. Эту методику также используют для фиксации подсветки в прицельных планках и мушках оружия. Обычно на прицельную планку крепятся два тригалайта одного цвета, а на мушку один, другого оттенка. Такая комбинация обеспечивает ведение более прицельного огня в темное время суток. Третий способ можно назвать наиболее экономичным с точки зрения затраченных тригалайтов. Обычно при нем на освещение одного циферблата используется всего четыре капсулы с газом, помещаемые внутрь стеклянного или пластикового кольца, которое обеспечивает равномерное распределение света по всей поверхности циферблата, а индексы при таком подходе делают отражающими и в виде пирамид с кругом в основании: они отражают свет от кольца и также обеспечивают хорошую читаемость показаний.

ЕЩЕ НЕМНОГО О РАДИАЦИИ

Непосредственно сам тритий не представляет радиационной опасности, пока он заключен в герметичные трубки, не проницаемые для водорода. Теоретически угроза облучения возникает при его вдыхании, глотании или любом другом способе попадания внутрь организма. Поэтому не следует вскрывать или разбивать тритиевые брелоки и капсулы. Но даже при утечке вещества из подсветки опасности практически нет, так как трития там содержится сравнительно не большое количество (он скорее успеет улетучиться в атмосферу), и он непосредственно не участвует в обмене веществ. То есть даже попав в организм, тритий в скором времени просто выйдет оттуда, практически не задерживаясь, причинив минимальный ущерб. Последствия будут хуже, если тритий вступит в реакцию с кислородом воздуха и сгорит (например, рядом с источником открытого пламени), а образовавшиеся пары сверхтяжелой воды попадут внутрь организма. Так как по химическим свойствам сверхтяжелая вода практически идентична обычной воде, которая участвует в обмене веществ. В этом случае она может долго циркулировать в организме, облучая его изнутри. Но даже единичный случай употребления тритиевой воды не приводит к длительному накоплению трития в организме, так как ее период полувыведения невелик - от 7 до 14 дней.

ЧАСЫ НА ГАЗОВЫХ «ГОРЕЛКАХ»

Компания mb-microtec является ключевым производителем тригалайт-источников, но не единственным. С ней конкурируют американские и китайские лаборатории. Сложность производства в значительной степени влияет на стоимость готовых изделий, поэтому и особой разницы в цене между источниками света из США или Поднебесной почти не наблюдается. Уникальные свойства тригалайта привлекают покупателей, и сегодня более 50 разнообразных часовых брендов ставят во главу угла своего маркетинга именно использование тригалайт-источников.

Компания SMW Swiss Military Watch, поставлявшая часы в швейцарскую армию, в дальнейшем расширила число своих клиентов за счет армий США и Канады. Рост популярности часов способствовал и созданию специальной марки Tawatec (Tactical Watch Technology). Марка специализируется на часах для подводных саперов и диверсантов. В настоящее время ее активно используют не только военные, но и те, кто занимается экстремальными водными видами спорта, а также профессиональные дайверы. В часах используется технология Trigalight от швейцарской компании mb-microtec.

Компания Richard Barry Marketing Group, ныне выпускающая часы Luminox, была основана Ричардом Тимбо и Бэри Козном. Дело началось с того, что предприниматели договорились с mb-microtec об использовании ее технологии тритиевой подсветки в своих моделях. В 1991 году часы Traser были выпущены для армии США (к операции «Буря в пустыне»), а в 1994 году появился бренд Luminox. Успех пришел к Luminox после того, как фирме удалось договориться о поставках спецназу ВМС США. С тех пор популярность часов росла как на дрожжах.

Самоактивируемая тритиевая подсветка тригалайт используется во всех Luminox. В метки и стрелки вставляются микроскопические капсулы, внутри которых содержится специальный газовый состав с тритием, производимые швейцарской компанией mb-microtec. Эта подсветка работает всегда, на протяжении 25 лет.

Traser НЗ - бренд швейцарской компании mb-microtec, которая производит часы для военных, профессионалов, сотрудников специальных служб и подразделений спецназа, спортсменов. Разумеется, такие часы охотно покупают и разнообразные экстремалы, охотники, рыбаки, туристы и дайверы. Компания является первопроходцем в вопросе использования тритиевой подсветки.

Помимо военных наручных моделей, которые имеют специфический дизайн и обязаны соответствовать различным армейским сертификациям (например, выдерживать воздействие магнитных полей, чтобы не провоцировать детонацию мин, выдерживать низкое давление и т.п.) mb-microtec выпускает и «гражданские» профессиональные, спортивные и дайверские часы.

Marathon - производитель армейских часов из Канады. Основной клиент компании - армия США, поэтому все модели соответствуют специальным армейским спецификациям. Наиболее дешевые из них вообще представляют собой чисто военный продукт, со всеми вытекающими особенностями: простой дизайн, небольшой размер, для полевых моделей - низкая водонепроницаемость. Есть модели верхнего ценового сегмента, которые популярны у гражданских покупателей.

История компании началась еще в 1904 году, с 1939 года она стала работать под названием Marathon Watch и поставляла на территорию Северной Америки прочные и надежные модели наручных часов. В 1941 году марка стала сотрудничать с армиями США и Великобритании. В настоящее время компания имеет фабрики в Швейцарии, Канаде и США.

Товары всех описанных выше марок легко найти в России не только в интернет-магазинах, но и в обычных часовых салонах. Из года в год растет их популярность в среде военных и мирных городских жителей. А значит, вопросы про их безопасность и технологии вам придется услышать не раз. Полагаем, что после прочтения этого материала у вас появятся еще и ответы на них.

Просмотры: 3589 ; Комментарии: 0

Действительно ли старые часы могут быть радиоактивными? Давайте попробуем отделить факты от слухов и домыслов, чтобы и здоровью не навредить, и ни в чём не повинный раритет зря на свалку не отправить.

Три причины

Номер один. Цифры и стрелки из светящегося радия

Когда в самом начале ХХ века изобрели светящуюся краску на базе солей радия, это так всех восхитило, что её использовали даже для росписи ёлочных игрушек и детских книжек. Вовсю рекламировали светящиеся в темноте стрелки и цифры , которые особенно пришлись по вкусу военным во время Первой мировой. Они фонят до сих пор – до десяти тысяч микрорентген в час...

На гражданские, поминиатюрнее размером, опасной краски шло поменьше. К тому же со временем дорогой радий стали тратить на часы реже. И всё же такие хронометры перестали выпускать лишь в середине шестидесятых.

Номер два. Радиевый циферблат

Очень редко, но встречались часы, весь циферблат которых покрывали краской, содержащей радиевый люминофор. Краски не жалели. Красиво же: всю долгую ночь часы самопроизвольно светятся в темноте!..

Номер три. Часы с радиоактивным загрязнением

Часовые фабрики не при чём. Речь о предметах, побывавших в зоне излучения или облитых жидкостью с изотопами. В металлические детали часов радиация не въедается – присутствует в пыли и грязи, которая забилась в щели. Если разобрать и тщательно промыть часы, можно избавиться от излучения. А вот браслет или ремешок не отмоешь, как ни старайся.

Несмотря на то, что большая часть баек о радиоактивных часах связана именно с этим вариантом, в 99 процентов случаев реально опасны хронометры, выпущенные с использованием радиевой краски.

Степень опасности

Рак может быть вызван попаданием радия в продукты питания или лёгкие при вдыхании. Если постоянно носить радиоактивный антиквариат и не мыть руки после того, как коснёшься его, пользы, конечно, не будет. О степени вреда судите по следующим цифрам.

Опасность представляет фоновая радиация выше 200 микрорентген при условии нахождения человека в месте её воздействия в течение рабочей недели, то есть сорока часов. Излучение часов, рассмотренных в первом (самом распространённом) варианте, составляет 80–250 мкр/ч с лицевой стороны и от 30 до 70 микрорентген с задней, где фон экранируется крышкой и толстой часовой «начинкой». То есть излучение укладывается в рамки допустимого для работающих на объекте.

Можно ли избавить часы от радиации?
Можно. Но процедура хлопотная и кропотливая. Выполняется в перчатках и требует длительной подготовки.

Очистите стол, покройте его в несколько слоёв одноразовыми салфетками, принесите ёмкость с водой. Погружайте туда последовательно детали часов. Радиоактивную краску надо размягчить и снять под водой (пыль не должна лететь в разные стороны) особыми заточенными палочками.

В девяти случаях из десяти удаётся полностью избавиться от радиации или хотя бы довести её до неопасного уровня.

Разумеется, любой фанатичный коллекционер ни за что не согласится испортить раритет, соскоблив с него радиевую краску. Что ж, если не носить сутками 800 микрорентген на руке, а хранить его в герметично закрытом пластиковом пакетике, большого вреда не будет. Только не забудьте после того, как похвастались часами перед друзьями, тщательно вымыть руки и протереть место, где лежал антиквариат, влажной тряпочкой.

Ещё о мерах предосторожности

Для начала выясните при помощи дозиметра, радиоактивны ли ваши часы. (Измерять надо в районе циферблата).

Наиболее опасны пылинки осыпавшейся светящейся краски. Радиацию выдаёт её потемнение, пучение, серо-бурый оттенок. Нельзя открывать часы, близко наклоняться к ним. Не подпускайте к коллекционному предмету детей. После «общения» с ним не жалейте воды и мыла, моя руки.

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.

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.