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原子灯

原子灯又称同位素光源,是利用放射性同位素放出的射线激发磷光体发光的一种微光光源。原子灯一般由灯体、磷光体和β放射性气体三部分组成:灯体是一个透光的密封外壳,通常采用具有耐辐照的玻璃灯泡;磷光体涂在其内壁上(常采用ZnS(Cu)物质),激发出绿色光;灯泡经抽真空后充入β放射性气体再经密封即制成原子灯。目前应用最广的是氚灯(3H)和氪灯((85Kr)。原子灯不需要外界提供能量而自行发光,结构简单,携带方便,且不受外部恶劣环境的影响,隐闭性强,可长期使用。原子灯的亮度为1~10cd/m2,主要用于一些特殊的场合的照明,例如夜间枪械准星瞄准,易燃易爆仓库、地下矿井、坑道的照明和安全标志,飞机场跑道夜间指示,公路、铁路、航空、航海的信号灯,夜战行军标识等。

核技术的放射性同位素,为人们提供了一种新的光源

原子灯。

这需要从发光粉的发光原理说起。有许多叫做发光粉的物质,例如硫化锌、硫化钙、硅酸锌和多种磷酸等,它们都有一种特性,当其接受光能和其它形式的能量时,本身就会被激发,处于能量的不稳状态中。它随时都要从这种不稳定的激发态回到稳定的基态,这时就将多余的能量以光波的形式释放出来。

这种光跟萤火虫一闪一闪的黄绿光很相象,我们称之为荧光。不过,这类发光粉在失去光源照射之后,荧光就会逐渐暗淡下去。如果将某些放射性物质与发光粉混合在一起,则发光粉就会长久发光不熄,我们就把它叫做“永久发光粉”。像全天候飞机、战舰仪表的指针、刻度和字码上,都涂有这种发光粉。原子灯的原理与“永久发光粉”发光的原理差不多,都是让放射性同位素发射出来的射线打在发光粉上,把射线的动能转换成可见光。

原子灯主要由灯泡和灯具两部分组成。灯泡是发光部分,和普通的电灯泡差不多;灯具是固定和保护灯泡用的,并起到防止射线穿透出来的作用。原子灯的制造过程大致如下:先把一种含铈元素的玻璃按需要的大小和形状吹成玻璃泡,在玻璃泡的内壁均匀涂上一层液体硅酸钠,吹入硫化锌(铜)发光粉,涂有硅酸钠的地方就把发光粉粘住了,多余的发光粉用压缩空气吹出来,用脱脂棉将透光窗上附着的少量粉末擦干净。涂好发光粉的玻璃泡,抽成真空,充入一定压力的气体放射性同位素,烧熔封结,然后用环氧树脂将其封口部与金属灯尾套粘牢,就做成了原子灯泡。将原子灯泡装到灯具上就可使用了。

原子灯的亮度主要由充入的放射性气体的多少和所涂发光粉的厚度及面积来决定。供炮兵使用的小型原子灯,灯泡只有大拇指那么大小,里面装的氪-85还不到一居里。在黑暗处,可在这种灯下看报纸,也完全满足炮具的照明之用,但在十几米之外,则又不容易发现它,符合隐蔽的要求。如果在弹药库房的墙壁上,每隔一定距离装上一盏原子灯,一旦走进库房就象走进神话里的宝库一样,沉浸在柔和的绿光之中,可以毫不费力地辨认出各种弹药。假如将原子灯装饰在塑像的头上,虔诚的佛教信徒在晚上见到它,还会以为菩萨真的下了凡,头上发着灵光呢!

原子灯的优点很多,它不消耗任何燃料,也不需要电源就能自动发光,可使用一、二十年。这种灯的安全性特别好,一直发出柔和的荧光。绝对不会因打火花而引起火灾和爆炸事故。这种灯也不需要维修,不管在任何恶劣的自然环境中都能正常工作。它是弹药、易燃易爆品仓库和炮兵夜间训练、作战和指挥的理想照明工具。

原子灯还有许多用途,例如它可以作地下矿井、坑道的照明和安全指示,可作高速公路的交通标志,在海军和航海上也可用于夜间照明。


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