Desde que se descubrió la radiactividad a principios del siglo XX, la aplicación principal de la radioluminiscencia ha sido en pintura radioluminiscente, utilizada en esferas de reloj y brújula, visores, caras de instrumentos de vuelo de aviones y otros instrumentos, para permitir que se vean en la oscuridad. Radioluminiscentes pintura se compone de una mezcla de una sustancia química que contiene un radioisótopo con un radioluminiscentes química (fósforo). La desintegración radiactiva continua de los átomos del isótopo libera partículas de radiación que golpean las moléculas del fósforo, haciendo que emitan luz. El bombardeo constante de partículas radiactivas provoca la descomposición química de muchos tipos de fósforo, por lo que las pinturas radioluminiscentes pierden parte de su luminosidad a lo largo de su vida útil.
Los materiales radioluminiscentes también se pueden utilizar en la construcción de una batería nuclear optoeléctrica, un tipo de generador de radioisótopos en el que la energía nuclear se convierte en luz.
RadiumEdit
El primer uso de radioluminiscencia fue en pintura luminosa que contenía radio, un radioisótopo natural. A partir de 1908, se utilizó pintura luminosa que contenía una mezcla de radio y sulfuro de zinc dopado con cobre para pintar las esferas de los relojes y los diales de los instrumentos, dando un brillo verdoso. Los fósforos que contienen sulfuro de zinc dopado con cobre (ZnS:Cu) producen luz azul-verde; también se utilizan sulfuro de zinc dopado con cobre y manganeso (ZnS:Cu,Mn), que producen luz amarillo-naranja. La pintura luminiscente a base de radio ya no se utiliza debido al peligro de radiación que supone para quienes fabrican los diales. Estos fósforos no son adecuados para su uso en capas de más de 25 mg/cm2, ya que la autoabsorción de la luz se convierte en un problema. Además, el sulfuro de zinc sufre una degradación de su estructura de celosía cristalina, lo que conduce a una pérdida gradual de brillo significativamente más rápida que el agotamiento del radio.
Las pantallas de espintariscopio recubiertas de ZnS:Ag fueron utilizadas por Ernest Rutherford en sus experimentos para descubrir el núcleo atómico.
El radio se usó en pintura luminosa hasta la década de 1960, cuando fue reemplazado por los otros radioisótopos anteriores debido a problemas de salud. Además de los rayos alfa y beta, el radio emite rayos gamma penetrantes, que pueden atravesar el metal y el cristal de la esfera de un reloj y la piel. Un reloj de pulsera de radio más antiguo típico tiene una radiactividad de 3-10 kBq y podría exponer a su usuario a una dosis anual de 24 milisieverts si se usa continuamente. Otro peligro para la salud es su producto de descomposición, el radón de gas radiactivo, que constituye un riesgo significativo incluso a concentraciones extremadamente bajas cuando se inhala. La larga vida media del radio, de 1600 años, significa que las superficies recubiertas con pintura de radio, como las esferas y las manecillas de los relojes, siguen siendo un peligro para la salud mucho después de que termine su vida útil. Todavía hay millones de esferas luminosas de radio, reloj, brújula y diales de instrumentos de avión propiedad del público. El caso de las» Chicas del radio», trabajadoras de fábricas de relojes a principios de la década de 1920 que pintaban las caras de los relojes con pintura de radio y más tarde contrajeron cáncer mortal al ingerir radio cuando apuntaban sus pinceles con los labios, aumentó la conciencia pública sobre los peligros de los materiales radioluminiscentes y la radiactividad en general.
Promethioeditar
En la segunda mitad del siglo XX, el radio fue reemplazado progresivamente por pintura que contenía promethio-147. El promethio es un emisor beta de baja energía, que, a diferencia de los emisores alfa como el radio, no degrada la red de fósforo, por lo que la luminosidad del material no se degrada tan rápidamente. Tampoco emite los rayos gamma penetrantes que emite el radio. La vida media de las 147Pm es de solo 2,62 años, por lo que en una década la radiactividad de un dial de prometio disminuirá a solo 1/16 de su valor original, lo que lo hace más seguro de desechar, en comparación con el radio, con su vida media de 1600 años. Sin embargo, esta corta vida media significaba que la luminosidad de los diales de prometeo también se reducía a la mitad cada 2.62 años, dándoles una corta vida útil, lo que llevó al reemplazo del promethio por tritio.
La pintura a base de Prometeo se utilizó para iluminar las puntas de los interruptores eléctricos del Módulo Lunar Apolo y se pintó en los paneles de control del Vehículo Lunar Itinerante.
TritiumEdit
La última generación de materiales radioluminiscentes se basa en tritio, un isótopo radiactivo de hidrógeno con una vida media de 12.32 años que emite radiación beta de muy baja energía. Se usa en caras de relojes de pulsera, miras de armas y señales de salida de emergencia. El gas de tritio está contenido en un pequeño tubo de vidrio, recubierto con un fósforo en el interior. Las partículas beta emitidas por el tritio golpean el revestimiento de fósforo y lo hacen fluorescente, emitiendo luz, generalmente de color amarillo verdoso.
El tritio se utiliza porque se cree que representa una amenaza insignificante para la salud humana, a diferencia de la fuente radioluminiscente anterior, el radio, que demostró ser un peligro radiológico significativo. El de baja energía 5.Las partículas beta de 7 keV emitidas por el tritio no pueden pasar a través del tubo de vidrio envolvente. Incluso si pudieran, no son capaces de penetrar la piel humana. El tritio es solo una amenaza para la salud si se ingiere. Dado que el tritio es un gas, si se rompe un tubo de tritio, el gas se disipa en el aire y se diluye a concentraciones seguras.El tritio tiene una vida media de 12,3 años, por lo que el brillo de una fuente de luz de tritio disminuirá a la mitad de su valor inicial en ese tiempo.