V minulém díle jsme se podívali na počátky využívání radioaktivních luminiscenčních materiálů, zejména na v první polovině minulého století hojně využívané Radium, které sice plnilo svou funkci, ale narušovalo strukturu luminiscenčního pigmentu a obtěžovalo své okolí (zejména v procesu výroby číselníků) vysokými dávkami záření γ.

Tritium

Tento izotop vodíku je v současnosti nejpoužívanějším radioaktivním materiálem, který na začátku své historie sehrál důležitou roli při vývoji termonukleárních zbraní. Pojďme se tedy na něj podívat podrobněji; snad odpustíte autorovi, že na začátku trošku zabrousí do oblasti chemie.

Klasický vodík má jeden elektron, jeden proton a žádný neutron. Deuterium je izotopem vodíku, který má v jádru atomu navíc jeden neutron. Tritium je dalším izotopem vodíku, který ve svém jádru neutrony dokonce dva. Díky tomu je Tritium méně stabilní a samovolně se rozpadá (přirozený radioaktivní rozpad), což má za následek jeho přeměnu na Helium a uvolnění energie ve formě nízkoenergetického záření β o energii 18,6 keV. Tento typ záření proniká jen velmi těžko hustšími strukturami materiálů. Částice Tritia urazí ve vzduchu maximálně 6 mm a ve vodě pouhých 0,006 mm. Na rozdíl od Radia nevzniká žádné vysokoenergetické záření γ, které nezastaví ani většina kovů.

Tritium bylo nejprve používáno jako součást standardních luminiscenčních pigmentů, ale potom se pár chytrých hlav zamyslelo (a nebylo náhodou, že se tomu stalo v USA a Velké Británii) a navrhli technologii GTLS, která z již velmi bezpečného Tritia dělá ještě bezpečnější produkt. Asi vás nepřekvapí, že prvním průmyslem, který GTLS využíval, byl vojenský (mířidla, zaměřovače, …).

Detail GTLS trubic na hodinkách Traser Sand

Jak vlastně GTLS funguje? Nepatrné množství Tritia v plynném skupenství je hermeticky uzavřeno v tenkém skle, uvnitř pokrytém fosforeskujícím materiálem. Beta záření, které z Tritia uniká, aktivuje luminiscenční pigment, aby vydával trvalé slabé světlo. Díky tomuto mechanismu je tento systém na rozdíl od standardních (neradioaktivních) luminiscenčních materiálů naprosto nezávislý na externím zdroji světla.
Výroba není jednoduchá, protože je při ní potřeba bezpečně zvládnout manipulaci s radioaktivním plynným materiálem a navíc je pro potřeby hodinářství nutno vyrábět trubice co nejmenších rozměrů. Technologie GTLS umožňuje vyrábět zdroje světla o průměru 0,5 mm a délce 1,2 mm.

GTLS technologie umožňuje vyrobit skutečně miniaturní trubičky. Zdroj: http://www.hodinkytraser.cz/technologie-trigalight/

Přestože je Tritium pouze slabým radioaktivním materiálem, je dobré znát případná rizika jeho používání. Ze skleněné ampule Trigalight® (obchodní značka GTLS technologie) slabé záření Tritia uniknout nemůže. K tomu, aby se dostalo ven, by bylo třeba kapsli mechanicky poškodit. Za předpokladu, že by v nevětrané prodejně hodinek praskly najednou všechny ampule použité na 40 hodinkách (1 000 millicuries) a uvolnilo se Tritium v plynném skupenství, byly by osoby v této místnosti vystaveny 50 % roční dávky přirozeného záření, jemuž je vystaven každý obyvatel Země.
O bezpečnosti GTLS technologie vypovídá také to, že pokud by někdo omylem spolkl všechno tritium ze svých hodinek, tak dojde k jeho vyloučení močí bez jakýchkoliv následků.

Traser Commander 100 Force

Proč vlastně používat radioaktivní luminiscenční materiály, když jsou v dnešní době k dispozici špičkové luminiscenční pigmenty (SEIKO – Lumi Brite, LÜM-TEC – MDV Technology, většina ostatních výrobců hodinek – Super-LumiNova) které svítí velmi silně a dlouho? Protože vlastnosti těchto materiálů, které vyhovují většině uživatelů náramkových hodinek, jsou pro určité skupiny (např. vojáci, myslivci, atd.) nedostatečné. Standardní (neradioaktivní) luminiscence je zcela odkázaná na „nabití“ externím zdrojem světla a ve tmě svítí velmi silně po krátkou dobu, ale s narůstajícím časem intenzita výrazně klesá. Oproti tomu radioaktivní luminiscence, jejíž luminiscenční pigment je aktivován radioaktivní složkou, svítí stále stejně, ať jsou hodinky jakkoliv dlouho ve tmě. K poklesu světelného výkonu dochází velmi pozvolně až v době blížící se poločasu rozpadu daného izotopu.

Tritiovou luminiscenci využívají například výrobci hodinek Traser a Luminox, v jejichž podání tritium vydrží osvětlovat hodinky až 25 let.

Srovnání GTLS technologie se standardně používaným luminiscenčním materiálem po sedmi hodinách ve tmě. Zdroj: http://www.hodinkytraser.cz/technologie-trigalight/

Konečně tedy byla nalezena cesta k využití radioaktivního materiálu s rozumnou délkou poločasu rozpadu za pomoci technologie, která bezpečně uzavírá celou reakci ve skleněné kapsli. Díky tomu si můžou spolehlivě odečítat čas vojáci na celonoční akci či myslivci číhající dlouhé hodiny v noci na svůj úlovek.

Text: Vít Černý