Светомасса из прошлого: что скрывает светящаяся стрелка на старых часах

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Наука и космос

В 1920-х годах в аптеках и магазинах США, Европы и даже Японии можно было свободно купить радиоактивную воду. В Америке хитом был «Radithor», в Германии — «Radiogen», а японские компании активно рекламировали радиевые ванны и напитки как «жидкий солнечный свет». Инженеры всерьез предлагали добавлять радий в бытовую электронику для «укрепления здоровья».

То, что сегодня воспринимается как сценарий постапокалипсиса, сто лет назад было вершиной прогресса. История о том, как научное сообщество приняло смертельную дозу радиации за технологический прорыв, а привычные бытовые предметы превратились в скрытые источники альфа-излучения.

Настольные часы с радиолюминесцентной сульфидно-цинковой радиевой краской, 1950-е. Краска светится под светом лампы Вуда, так как люминофор «выгорел», свечение в темноте практически незаметно человеческому глазу.
Автор: Arma95 Источник: ru.wikipedia.org

Магия самосвечения: как работала СПД

После открытия радия четой Кюри начались попытки встроить его в практические решения. Так, спустя несколько лет, появилась светомасса постоянного действия (СПД) — смесь солей радия-226, сульфида цинка в качестве люминофора и связующего вещества.

Дальше все довольно прямолинейно. Радий распадается, испускает альфа-частицы. Они бьют по кристаллам люминофора — те начинают светиться. Никаких аккумуляторов, ламп или внешнего света не требуется.

Работало это долго. Иногда дольше, чем сам прибор оставался в строю: люминофор тускнел, а источник продолжал «фонить».

Для своего времени решение оказалось очень удачным. Его быстро начали использовать в часах, авиационных приборах и военной технике — там, где подсветка должна работать всегда и безотказно.

Кюри экспериментируют с радием, рисунок Андре Кастеня.
Автор: André Castaigne Источник: en.wikipedia.org

Медицинский просчет

Ошибка ученых того времени заключалась в непонимании механизмов накопления радионуклидов в организме. Считалось, что излучение радия действует на клетки как «мягкая встряска»: ускоряет метаболизм, улучшает кровообращение и даже омолаживает ткани. В брошюрах того времени писали, что радий «заряжает» воду и кровь энергией, подобно тому как солнечный свет питает растения.

Рекламное объявление 1918 года для товаров Radior
Автор: Radior cosmetics

На деле же из-за химического сходства с кальцием радий не выводится из организма, а навсегда встраивается в структуру костей. В результате костный мозг и ткани подвергаются постоянному облучению изнутри. Период полураспада радия-226 составляет около 1600 лет — это значит, что однажды попав в организм человека, он будет приносить вред до конца его жизни.

Производственный фактор: где система дала сбой

Самый жесткий урок дала история радиевых девушек (Radium Girls) — работниц, расписывавших циферблаты.

Контакт с материалом был прямым. Защитных мер — по сути, никаких. Кисти заостряли губами, чтобы получить тонкую линию. Вместе с этим в организм регулярно попадала светомасса.

Результат оказался трагическим — тяжелые поражения костной ткани и онкология.

Если смотреть на это как на инженерную систему, сбой был сразу на всех уровнях. Материал использовали без изоляции, процесс — без ограничений, риски — без оценки. Никто не пытался разорвать контакт между источником и человеком.

После этого подход начал меняться. Появились базовые вещи, которые сегодня кажутся очевидными: изолировать источник, не трогать его руками, не допускать попадания внутрь организма.

Девушки за работой на фабрике United States Radium Corporation.
Автор: Автор не известен Источник: ru.wikipedia.org

Наследие в шкафу: что происходит со старыми изделиями

Сегодня старые авиационные часы, танковые приборы, компасы Адрианова и даже некоторые старинные будильники с маркировкой СПД до сих пор могут представлять определенную опасность. Внимания также заслуживают некоторые модификации советских тумблеров с использованием СПД, которые массово устанавливались в военной и специальной технике. На их рычажки наносились капли светомассы, чтобы оператор мог найти их в полной темноте.

Эти изделия до сих пор в больших количествах хранятся в гаражах и на складах. Часто их используют в самодельных конструкциях ради винтажного антуража и эстетики старой школы, совершенно не подозревая, что маленькая светящаяся точка на кончике рычага, придающая устройству тот самый ламповый вид, может быть источником излучения.

Если корпус целый, ничего необычного не происходит. Альфа-излучение наружу почти не выходит, стекло и металл его спокойно держат. Уровень гамма-фона у одного прибора обычно невысок. Но со временем начинают вылезать другие эффекты.

Компас Адрианова
Автор: Jean-Patrick Donzey Источник: ru.wikipedia.org

В цепочке радиоактивного распада появляются дочерние изотопы, часть из них дает гамма-излучение. Если таких приборов много и они лежат в одном месте, фон может заметно превышать безопасный уровень.

Есть и другая особенность: образование радона. Это газ, который возникает при распаде радия. Он может просачиваться через микротрещины и накапливаться внутри корпуса. Если прибор вскрыть, часть этого газа выходит наружу.

Но основной риск связан не с этим.

Со временем связующее в светомассе разрушается. Состав начинает крошиться и превращаться в пыль. Дальше все просто: пыль легко поднимается в воздух и может попасть в организм при вдыхании. А это уже внутреннее облучение — куда более неприятная история, чем внешний фон.

Заключение: как эту задачу решают сегодня

Сейчас от таких решений ушли. Либо используют обычные фотолюминофоры, либо делают герметичные источники на основе трития, где излучение надежно заперто внутри.

С радием всё было предсказуемо по физике и неожиданно по последствиям — конструкция работала, просчет был в оценке рисков.

Изображение в превью:
Автор: Arma95
Источник: ru.wikipedia.org

7 комментариев

Добавить комментарий

stalinets
На превью к статье практически безобидный тритиевый брелок, а текст превью — про опасный компас. Не надо делать такие заблуждения и нагнетать радиофобию.
Если коротко, в быту радиацию можно встретить в следующих случаях.
1. Урановое стекло или керамика с урановой глазурью (безопасно если не спать в обнимком с ящиком такой посуды).
2. Старая гранитная облицовка памятников/ступеньки/плитка (безопасно, если не жить в отделанном таком гранитом помещении месяцами и годами). Иногда мелкая гранитная крошка использовалась в бетоне, поэтому под некоторыми мостами и эстакадами, в подземных переходах, может быть повышенный фон. Всё это безопасно.
3. Тритиевые брелки и тритиевая подсветка в часах (безопасно).
4. Старые изделия с солями радия: компас Адрианова о котором упоминается в статье, старые приборы с военных самолётов и кораблей, некоторые часы с 1910-х до 1970-х годов выпуска (в основном корабельные каютные), тумблеры со стеклянным кончиком рычажка, и прочее. Тут уже не всё так однозначно. Радий фонит альфой, бетой и гаммой. Гамма от таких изделий небольшая, но такая краска со временем начинает осыпаться и пылинка может попасть в лёгкие или с едой, а вот это уже очень плохо. Разбирать такие изделия нельзя, трогать руками краску на циферблатах нельзя (она обычно имеет горчично-жёлтый цвет и со временем уже обычно и не светится, а от ультрафиолета светится, но недолго, секунды). Если же это простой светонакопитель, который от света заряжается и медленно угасая светится много минут, а сам по себе в темноте не светится, это безопасно.
Ну а всё остальное — экзотика.
Если хотите — можно купить простенький дозиметр. Не надо брать ничего на Али, там лотерея, лучшую дозиметрическую аппаратуру делают в СНГ. Возьмите простой отечественный на счётчике Гейгера типа СБМ-20, это простейший и самый дешёвый вариант из рабочих. Скажем, Радекс 1503+, хотя их много разных всяких — Грач, Эколог, Терра-П и какие угодно. Хотите покруче и подороже — ищите или на слюдном датчике (МКС01СА1М, Радиаскан-701, Радекс-1009 и пр), или на сцинтилляционном кристалле (Atom Fast 8850, Radiacode-101, Radex Obsidian и пр).
dimon-ru-80
На превью к статье практически безобидный тритиевый брелок, а текст превью — про опасный компас. Не надо делать такие заблуждения и нагнетать радиофобию.
Если коротко, в быту радиацию можно встретить в следующих случаях.
1. Урановое стекло или керамика с урановой глазурью (безопасно если не спать в обнимком с ящиком такой посуды).
2. Старая гранитная облицовка памятников/ступеньки/плитка (безопасно, если не жить в отделанном таком гранитом помещении месяцами и годами). Иногда мелкая гранитная крошка использовалась в бетоне, поэтому под некоторыми мостами и эстакадами, в подземных переходах, может быть повышенный фон. Всё это безопасно.
3. Тритиевые брелки и тритиевая подсветка в часах (безопасно).
4. Старые изделия с солями радия: компас Адрианова о котором упоминается в статье, старые приборы с военных самолётов и кораблей, некоторые часы с 1910-х до 1970-х годов выпуска (в основном корабельные каютные), тумблеры со стеклянным кончиком рычажка, и прочее. Тут уже не всё так однозначно. Радий фонит альфой, бетой и гаммой. Гамма от таких изделий небольшая, но такая краска со временем начинает осыпаться и пылинка может попасть в лёгкие или с едой, а вот это уже очень плохо. Разбирать такие изделия нельзя, трогать руками краску на циферблатах нельзя (она обычно имеет горчично-жёлтый цвет и со временем уже обычно и не светится, а от ультрафиолета светится, но недолго, секунды). Если же это простой светонакопитель, который от света заряжается и медленно угасая светится много минут, а сам по себе в темноте не светится, это безопасно.
Ну а всё остальное — экзотика.
Если хотите — можно купить простенький дозиметр. Не надо брать ничего на Али, там лотерея, лучшую дозиметрическую аппаратуру делают в СНГ. Возьмите простой отечественный на счётчике Гейгера типа СБМ-20, это простейший и самый дешёвый вариант из рабочих. Скажем, Радекс 1503+, хотя их много разных всяких — Грач, Эколог, Терра-П и какие угодно. Хотите покруче и подороже — ищите или на слюдном датчике (МКС01СА1М, Радиаскан-701, Радекс-1009 и пр), или на сцинтилляционном кристалле (Atom Fast 8850, Radiacode-101, Radex Obsidian и пр).

Содержательный коммент, спасибо. Про тритий не писал что вреден, упоминал в выводе, сменил привью на часы с нанесенным на стрелки СПД.
X
За длинный текст спасибо, отдельноеспаибо за конкретные модели дозиметров.
А тритиевые брелки зоть мне и нравятся, но лишний раз на теле таскать может быть боязно. Вопрос не в том что вместо трития там скорее всего криптон ради экономии, но многие измеряют/заявляют что всё же есть небольшое гамма излучение. С одной стороны проникающая способность невысокая и его не так уж и много, но иногда лучше перебдеть
stalinets
Да, небольшое есть, но совсем мало и низкоэнергетичное. Это примерно как у поверхности стекла работающего кинескопа: анодное напряжение в кинескопе порядка 10 кВ, вот и энергия тормозных рентгеновских квантов, выбиваемых этими электронами, примерно такая же. Так же и энергия электрона при бета-распаде трития всего лишь 18,6 килоэлектрон-вольт, это в теории и будет максимальная энергия в гамма-спектре излучения тритиевого брелка. А рентген с такой низкой энергией почти никуда не проникает, тормозится ещё в воздухе и верхнем слое кожи. Там электроны и почти всё тормозное излучение эффективно тормозятся об капсулу из боросиликатного стекла и пластиковый корпус, и наружу выходит очень мало. Мой сцинтилятор Atom Fast не видит вообще ничего, как и СБМ-20. Видит только слюдный датчик в дозиметре МКС-01СА1М, и то там превышение в 1,5-2 раза над фоном, если этот брелок положить прямо на окошко перед слюдой. Я таскаю точно такой брелок как на превью (Nite Glowring) уже… да вот как раз 1 период полураспада трития прошёл) Он ещё достаточно ярко светится. Криптона там, по всей видимости, нет.
a
В кинескопах порядка 20 киловольт. В цветных больших. В чёрно-белых 16 кв
Andrew Bolshakov
Собственно, в быту столкнуться с источниками СИЛЬНОЙ радиации (десятки, сотни мкЗв/ч и выше) крайне затруднительно. Приборы с СПД, если их целостность не нарушена, фонят довольно слабенько.
stalinets
Ну по-всякому бывает. На ютубе наберите abraxat (это канал исчезнувшего Олега Айзона, снимавшего видео про разные радиоактивные штуки). Там есть ролик «злой циферблат» про циферблат от танковых или авиационных часов АВР/АЧС/АЧХ (не помню уже). Да, такой циферблат должен быть за стеклом, которое гасит часть беты и альфу, но всё равно штука «злая» и опасная. Радон она эманирует, и радиоактивные крошки от неё могут сыпаться. У него же есть видео про корабельные каютные часы, где тоже циферблат со светомассой большой и очень «злой». И там, чтобы их заводить, нужно открывать стекло.
Да и в целом, всякое бывает.
В каком-то городе лет 8 назад обнаружили радиоактивный фонарный столб, как оказалось — его сделали из труб применявшихся на буровой, и за годы в них накопились отложения с содержанием каких-то солей урана с его ДПР.
В Перми под асфальтовой дорожкой любитель с дозиметром нашёл мощный очаг радиации, оказалось — там раньше были заброшенные гаражи с ремонтными ямами, которые снесли, землю рекультивировали и сделали там дорожку, и видимо, хозяином какого-то гаража в советское время был часовщик, хранивший склянку с той самой радиоактивной краской для раскраски циферблатов часов, она при сносе гаражей упала и где-то там разбилась, и так и закатали асфальтом.
Недавний случай — в парке в городе Венёв нашли весьма и весьма мощный источник, там действительно вредно и опасно было лишнюю минуту постоять рядом. Что это было — я не нашёл инфу, соответствующие службы отработали и вывезли, вероятно — как обычно кто-то спёр дефектоскоп или что-то подобное и сдал в металл свинцовую защиту, а источник бросил, но это неточно.
И подобных случаев история знает сотни. Да, я сам много лет катаюсь по области с дозиметрами и ничего существенного не находил, вероятность маленькая. Но случаи бывают. Я таскаю дозиметры не потому что боюсь или целенаправленно что-то ищу, мне это просто интересно, ну и есть мысли об экологии.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему кошки приятно пахнут после сна: уникальная физиология

Многие владельцы кошек наверняка замечали удивительную особенность этих питомцев: после сна коты и кошки могут источать весьма необычный запах, который у многих людей ассоциируется с чем-то...

После недели полетов с виртуальными крыльями мозг начал считать их частью тела: как VR переписывает нейронные связи

Исследователи из Пекинского университета продемонстрировали, что визуальное восприятие собственного тела в человеческом мозге не ограничено анатомией, заданной эволюцией. Если человек получает...

Как очистить ржавчину в домашних условиях: простой и действенный метод

В этой публикации я предлагаю познакомить вас с действительно простым и рабочим методом очистки ржавчины от различных предметов. Забегая вперед, обещаю, что если вас заинтересовал заголовок, то вы...

Где находится самый большой подземный город в мире

Подземные города легко можно найти на страницах книг и в кадре фильмов, особенно если они постапокалиптического жанра. Из той категории, когда на земле всё настолько плохо, что люди ушли жить под...

Десять лет назад вышел по-настоящему большой смартфон Xiaomi Mi Max: почему таких больше не делают

Раньше мир смартфонов был более разнообразным. По крайней мере, если говорить о диагоналях экранов. На выбор предлагались как компакты с дисплеями на 4-4,5 дюйма, так и планшетофоны с панелями на 6...

ЭШ-100/100: зачем СССР построил этот гигантский экскаватор и что с ним стало

В истории советской тяжёлой промышленности были машины, которые поражали воображение своими масштабами и становились символами инженерной мощи. Одной из таких машин стал шагающий экскаватор...