«У тебя часы с радиоактивным материалом? Они светятся в темноте? Домой можешь не возвращаться!» – мое первое знакомство с тритиевой подсветкой вызвало в семье опасения. И совершенно напрасно.
Миф о том, что радиоактивные вещества светятся, скоро отпразднует вековой юбилей и, несмотря на это, по-прежнему активно эксплуатируется писателями, художниками и режиссерами XXI века. Он уходит корнями в 20−30-е годы прошлого столетия, когда в бытовых приборах стали активно применять краску на основе сульфида цинка и меди с добавлением радия. Сульфид цинка с медью — распространенный люминофор, который под действием электронного луча окрашивает экраны радаров и осциллографов в «фирменный» зеленый цвет, а в составе краски светится под действием альфа-излучения радиоактивного металла радия.
Компания mb-microtec состоит из трех подразделений. Помимо производства тритиевых источников света Trigalight и «домашней» часовой марки Traser в нее входит Glencatec. Фактически это исследовательская лаборатория, призванная найти новые сферы применения для ноу-хау mb-microtec. Ее наиболее интересные проекты связаны с разработкой медицинских микророботов, заключенных в герметичные стеклянные капсулы с помощью технологии лазерной инкапсуляции Trigalight.
В те годы радий был популярнее, чем Марлен Дитрих. На завораживающих промоплакатах счастливые семьи собирались у каминов, источающих загадочное зеленоватое свечение, и миллионы людей с нетерпением ожидали появления атомных духовок на своих кухнях и атомных автомобилей в гаражах.
После того как человечество столкнулось с опасностями радиации, эйфория сменилась другой крайностью: малейшее упоминание о радиации заставляет людей напряженно хмурить брови. Между тем даже обычный банан способен вызвать ложное срабатывание радиационного детектора — ведь бананы от природы содержат изотоп калий-40. Детекторы дыма, которые мы можем увидеть на потолке в каждом офисе, используют распадающийся америций-241.
Шаг 1: изготовление трубки
Сырьем для большинства источников служит так называемая базовая трубка из боросиликатного стекла. Ее диаметр равен 12 мм, длина — 1,5 м. Чтобы получить микротрубки нужных параметров, базовую трубку нагревают и растягивают на специальном станке, разработанном mb-microtec. При этом и диаметр трубки, и толщина стенок уменьшаются, а длина, соответственно, увеличивается. Из одной базовой трубки можно получить 120 полуметровых отрезков диаметром 0,5 мм. Этот крайне деликатный процесс контролируется вручную: оператор регулирует скорость прохождения трубки, температуру нагрева и интенсивность воздушного охлаждения. Для изготовления прямоугольных «тригалайтов» используется базовая трубка прямоугольного сечения.
Мы посетили фабрику компании mb-microtec (Берн, Швейцария), где производятся источники света на основе радиоактивного газа трития. Это производство в некотором роде уникально. Несколько компаний в мире (их можно пересчитать по пальцам) производят тритиевые источники, однако только технологии mb-microtec позволяют изготавливать миниатюрные колбы, пригодные, в частности, для установки в циферблат часов. Поэтому всем часовым домам, которые хотят осветить свои модели тритием, приходится обращаться в mb-microtec.
Шаг 2: нанесение люминофора
Процесс нанесения люминофора на внутреннюю поверхность трубки — одно из важнейших ноу-хау компании. Сперва стекло очищается и «активируется». В этом процессе участвуют вода, мыльный раствор, растворы с основными и кислотными свойствами. После сушки в трубки засыпается порошкообразный люминофор. Со стороны кажется, что порошок просто пролетает сквозь трубку и высыпается на стол с другой стороны, но благодаря активации он ровным слоем покрывает стеклянную поверхность. Процесс засыпки повторяется трижды, после чего трубка отправляется на проверку. Каждая заготовка должна продемонстрировать ровное свечение в ультрафиолетовых лучах. Готовые трубки на сутки отправляются в печь на просушку.
Вот такая рыба!
«Нам доставляют огромные контейнеры с тритием!» — с гордостью объявляет Джон Уильямс, технический директор mb-microtec. Мы ожидаем, что в следующий момент Джон разведет руки в стороны традиционным жестом «вот такая рыба!», но его ладони рисуют в воздухе разве что средних размеров плотву.
Дело в том, что тритий — одно из редчайших веществ на планете. Его мировые запасы оцениваются от силы в 30 кг, при этом один килограмм стоит примерно $30 млн. Промышленный тритий производят в ядерных реакторах, облучая нейтронами литий-6. Зато трития полно на Солнце. Напомним, что тритий — это изотоп водорода, ядро которого содержит один протон и два нейтрона. В условиях мощнейшей гравитации и высочайшей температуры светила (15 млн градусов) ядра трития сталкиваются с ядрами дейтерия («тяжелого водорода»), состоящими из одного протона и одного нейтрона. При этом образуется ядро нового химического элемента гелия (два протона и два нейтрона), высвобождается нейтрон и огромное количество энергии. Ядро гелия легче, чем ядра дейтерия и трития. Если вспомнить знаменитое E = mc2, где c — скорость света, становится понятно, почему солнце дарит нам столько тепла.
Многие годы физики пытаются воссоздать на Земле процессы, происходящие в солнечном пекле (и делают определенные успехи). Когда им это удастся, тритий будет снабжать людей практически даровым электричеством. А до тех пор он может послужить нам, поджигая люминофор в светящихся трубках. Ведь главное свойство трития — безопасность.