sinds de ontdekking van radioactiviteit rond het begin van de 20e eeuw is radioluminescentie vooral toegepast in radioluminescente verf, die wordt gebruikt op wijzerplaten voor horloge en kompas, geweren, vlieginstrumenten voor vliegtuigen en andere instrumenten, zodat ze in het donker kunnen worden waargenomen. Radioluminescente verf bestaat uit een mengsel van een chemische stof die een radio-isotoop bevat met een radioluminescente chemische stof (fosfor). Het continue radioactieve verval van de atomen van de isotoop geeft stralingsdeeltjes vrij die de moleculen van de fosfor raken, waardoor ze licht afgeven. Het constante bombardement door radioactieve deeltjes veroorzaakt de chemische afbraak van vele soorten fosfor, waardoor radioluminescente verf een deel van hun helderheid verliest tijdens hun levensduur.
Radioluminescente materialen kunnen ook worden gebruikt bij de bouw van een Opto-elektrische nucleaire batterij, een type radio-isotoopgenerator waarin kernenergie in licht wordt omgezet.
RadiumEdit
het eerste gebruik van radioluminescentie was in lichtgevende verf met radium, een natuurlijk radio-isotoop. Vanaf 1908 werd lichtgevende verf met een mengsel van radium en koper-gedoteerd zinksulfide gebruikt om wijzerplaten en wijzerplaten te schilderen, wat een groenachtige gloed gaf. Fosforen met koper-gedoteerd zinksulfide (ZnS:Cu) leveren blauwgroen licht op; koper-en mangaan-gedoteerd zinksulfide (ZnS:Cu,Mn) leveren geel-oranje licht op. Luminescente verf op basis van Radium wordt niet meer gebruikt vanwege het stralingsgevaar voor degenen die de wijzerplaten produceren. Deze fosforen zijn niet geschikt voor gebruik in lagen dikker dan 25 mg / cm2, omdat de zelfabsorptie van het licht dan een probleem wordt. Bovendien ondergaat zinksulfide degradatie van zijn kristalrooster structuur, wat leidt tot geleidelijk verlies van helderheid aanzienlijk sneller dan de uitputting van radium.
ZnS: AG gecoate spinthariscoopschermen werden gebruikt door Ernest Rutherford in zijn experimenten met het ontdekken van de atoomkern.
Radium werd gebruikt in lichtgevende verf tot de jaren 1960, toen het werd vervangen door de andere radio-isotopen hierboven vanwege gezondheidsrisico ‘ s. Naast alfa-en bètastralen straalt radium doordringende gammastralen uit, die door het metaal en glas van een wijzerplaat en de huid kunnen passeren. Een typische oudere Radium polshorloge wijzerplaat heeft een radioactiviteit van 3-10 kBq en kan zijn drager blootstellen aan een jaarlijkse dosis van 24 millisievert als hij continu wordt gedragen. Een ander gevaar voor de gezondheid is het vervalproduct, het radioactieve gasradon, dat zelfs bij extreem lage concentraties bij inademing een aanzienlijk risico vormt. De lange halveringstijd van Radium van 1600 jaar betekent dat oppervlakken die met radiumverf zijn bekleed, zoals wijzerplaten en wijzers, nog lang na afloop van hun nuttige levensduur een gevaar voor de gezondheid blijven. Er zijn nog steeds miljoenen lichtgevende radium klok, horloge, en kompas gezichten en vliegtuigen instrument wijzerplaten eigendom van het publiek. Het geval van de “Radium Girls”, arbeiders in horloge fabrieken in de vroege jaren 1920 die horloge gezichten geschilderd met radium verf en later opgelopen fatale kanker door het innemen van radium toen ze hun borstels gericht met hun lippen, verhoogde het publiek bewustzijn van de gevaren van radioluminescente materialen, en radioactiviteit in het algemeen.
PromethiumEdit
in de tweede helft van de 20e eeuw werd radium geleidelijk vervangen door verf met promethium-147. Promethium is een energiezuinige beta-straler, die, in tegenstelling tot Alfa-stralers zoals radium, het fosforrooster niet afbreekt, zodat de helderheid van het materiaal niet zo snel afbreekt. Het straalt ook niet de doordringende gammastralen uit die radium doet. De halfwaardetijd van 147Pm is slechts 2,62 jaar, dus in een decennium zal de radioactiviteit van een promethium wijzerplaat dalen tot slechts 1/16 van zijn oorspronkelijke waarde, waardoor het veiliger is om te verwijderen, in vergelijking met radium met zijn halfwaardetijd van 1600 jaar. Echter, deze korte halfwaardetijd betekende dat de helderheid van promethium wijzerplaten Ook daalde met de helft elke 2.62 jaar, waardoor ze een korte levensduur hadden, wat leidde tot promethium ‘ s vervanging door tritium.
promethium-gebaseerde verf werd gebruikt om de elektrische schakelpunten van de Apollo maanmodule te verlichten en geschilderd op bedieningspanelen van het Maanvoertuig.
TritiumEdit
radioluminescente materialen zijn gebaseerd op Tritium, een radioactieve isotoop van waterstof met een halfwaardetijd van 12.32 jaar die zeer lage-energie bètastraling uitzendt. Het wordt gebruikt op polshorloge gezichten, Pistool vizier, en nooduitgang borden. Het tritiumgas bevindt zich in een kleine glazen buis, aan de binnenzijde voorzien van een fosforlaag. De bètadeeltjes die door tritium worden uitgezonden slaan de fosfordeklaag en veroorzaken het om te fluoresceren, die licht, gewoonlijk geelgroen uitzenden.
Tritium wordt gebruikt omdat aangenomen wordt dat het een verwaarloosbare bedreiging vormt voor de gezondheid van de mens, in tegenstelling tot de vorige radioluminescente bron, radium, dat een significant stralingsgevaar bleek te zijn. De lage energie 5.7 keV beta deeltjes die door tritium worden uitgestoten kunnen niet door de omhullende glazen buis. Zelfs als ze konden, ze zijn niet in staat om de menselijke huid te dringen. Tritium is alleen een bedreiging voor de gezondheid als het wordt ingenomen. Aangezien tritium een gas is, verdwijnt het gas in de lucht wanneer een tritiumbuis breekt en wordt het verdund tot veilige concentraties.Tritium heeft een halfwaardetijd van 12,3 jaar, dus de helderheid van een tritium lichtbron zal afnemen tot de helft van de initiële waarde in die tijd.