Málokterý fyzikální jev vyvolává takové obavy jako radioaktivita. Až do roku 1896 si lidstvo žilo spokojeně bez obav z ozáření. V té době Henri Becquerel objevil přirozenou radioaktivitu a lidé začali prozkoumávat tajemnou sílu ukrytou v některých prvcích. Díky úsilí mnoha dalších vědců se podařilo podrobně prozkoumat to, jak atomové štěpení probíhá a zkrotit obrovské množství energie, které se při štěpné reakci uvolňuje.

V málokteré oblasti platí tak přesně úsloví dobrý sluha, ale zlý pán. Havárie černobylského reaktoru ukázala na to, že využívání radioaktivních materiálů musí být vždy prováděno s rozmyslem a s velkou opatrností. Od té doby část společnosti z principu odmítá cokoliv radioaktivního bez ohledu na to, zda nějaké nebezpečí hrozí či nikoliv. Opusťme ale obecnou rovinu a pojďme si bez předsudků posvítit na radioaktivní luminiscenční materiály využívané v hodinářském průmyslu.

Radium

Prvním prvkem, který se začal využívat v hodinářském průmyslu, bylo Radium 226. Zpočátku se zdálo, že byl nalezen perfektní materiál. Poločas rozpadu 1600 let sliboval ve srovnání s délkou lidského života nepředstavitelně dlouhou životnost. Praxe ale byla jiná, záření rádia bylo tak silné, že narušilo strukturu fosforeskujícího materiálu a luminiscence brzy razantně zeslábla.

Psali jsme:Skrytá Severní Korea

Hlavní nevýhodou Radia ale byla jeho silná úroveň záření, která se stala osudnou zejména zaměstnancům hodinářských firem. Každý, kdo se alespoň okrajově zajímá o historii luminiscenčních materiálů, jistě slyšel o aféře zvané Radium Girls. Šlo v ní o malířky číselníků firmy United States Radium Corporation, kterým nejenže byl zatajen negativní vliv radioaktivity, ale vedení firmy jim ještě doporučilo, aby roztřepené štětce olizovaly.

Foto: Radium Girls při práci

I přes tuto aféru se Radium používalo jako složka luminiscenčních barev až do sedmdesátých let minulého století.

Foto: Panerai Radiomir - snad nejslavnější hodinky s Radiovou luminiscencí

Psali jsme:Dvojité dno hrnku z Osvětimi ukrývalo šperky

Promethium

Promethium je uměle připravený radioaktivní prvek, jehož existenci předpověděl český chemik Bohuslav Brauner již v roce 1902.
Izotop Promethium 147 se používal zejména v Japonsku, kde bylo Tritium v pevném skupenství velmi nepopulární, jelikož se používalo při výrobě atomových bomb. Luminiscenční nátěr na bázi Promethia byl také použit na spínačích v lunárním modulu a vozítku vesmírného programu Apollo.

Hlavní výhodou oproti Radiu byla bezpečnostní přijatelnost rizika záření tohoto izotopu (nevzniká y záření). Další podstatným faktorem bylo to, že Promethium nerozkládalo luminiscenční pigmenty. Opět šlo ale pouze o vývojovou etapu v oblasti radioaktivních luminiscenčních materiálů. Nyní už se nepoužívá, protože jeho poločas rozpadu 2,6 roku je příliš krátký.

Tritium

Tento izotop vodíku je v současnosti nejpoužívanějším radioaktivním materiálem, který na začátku své historie sehrál důležitou roli při vývoji termonukleárních zbraní.

Tritium bylo nejprve používáno jako součást standardních luminiscenčních pigmentů. Posléze došlo k navržení technologie GTLS, která z již velmi bezpečného Tritia dělá ještě bezpečnější produkt. Asi vás nepřekvapí, že prvním průmyslem, který GTLS využíval, byl vojenský (mířidla, zaměřovače, ...).

Foto: Detail GTLS trubic na hodinkách Traser Sand

Jak vlastně GTLS funguje? Nepatrné množství Tritia v plynném skupenství je hermeticky uzavřeno v tenkém skle, zevnitř pokrytém fosforeskujícím materiálem. Beta záření, které z Tritia uniká, aktivuje luminiscenční pigment, aby vydával trvalé slabé světlo. Díky tomu je na rozdíl od standardních (neradioaktivních) luminiscenčních materiálů nezávislý na externím zdroji světla.

Výroba ale není snadná, protože je nutné bezpečně zvládnout manipulaci s radioaktivním plynným materiálem a se pro potřeby hodinářství musí vyrobit co nejmenší trubice. Technologie GTLS umožňuje vyrábět zdroje světla o průměru 0,5 mm a délce 1,2 mm.

Foto: GTLS technologie umožňuje vyrobit skutečně miniaturní trubičky

Přestože je Tritium pouze slabým radioaktivním materiálem, je dobré znát případná rizika jeho používání. Ze skleněné ampule Trigalight® (obchodní značka GTLS technologie) záření Tritia uniknout nemůže. K tomu, aby se dostalo ven, museli bychom kapsli mechanicky poškodit. Za předpokladu, že by v nevětrané prodejně hodinek praskly najednou ampule na 40 hodinkách (1 000 millicuries) a uvolnilo se Tritium v plynném skupenství, byly by osoby v místnosti vystaveny 50 % roční dávky přirozeného záření, jemuž je vystaven každý obyvatel Země. Částice Tritia navíc urazí ve vzduchu maximálně 6 mm a ve vodě pouhých 0,006 mm. Na rozdíl od Radia také nevzniká žádné vysokoenergetické záření γ a časem se Tritium samovolně přemění v Helium.

Foto: Hodinky Traser Commander 100 Force

Proč vlastně používat radioaktivní luminiscenční materiály, když jsou v dnešní době k dispozici špičkové luminiscenční pigmenty jako LumiBrite či Super-LumiNova, které svítí velmi silně a dlouho? Protože jsou jejich vlastnosti pro určité skupiny (např. vojáci, myslivci) 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 svítí stále stejně silně. K poklesu světelného výkonu dochází velmi pozvolně až v době blížící se poločasu rozpadu daného izotopu.

Foto: Srovnání GTLS technologie se standardně používaným luminiscenčním materiálem po sedmi hodinách ve tmě

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.