Die Tritiumgaslichtquelle - Unabhängig von äußerer Energiezufuhr - aber nicht immer legal

kszeifert 2 Sep, 2011 10:00

Tritium ist ein natürliches Isotop des Wasserstoffs. Sein Atomkern wird auch Triton genannt, er besteht aus einem Proton und zwei Neutronen (3H). Tritium wird aufgrund seiner Masse auch als „Überschwerer“ oder „Superschwerer" Wasserstoff bezeichnet.
Das Symbol ist 3H; aus Gründen der Vereinfachung in der Formelschreibweise wird häufig auch T verwendet.
Während sich im Atomkern des Wasserstoffatoms (1H) neben dem Proton kein Neutron befindet und im Deuterium (2H oder D) ein Neutron, sind es im Tritium zwei. Im Gegensatz zu 1H und 2H ist dieser Atomkern instabil und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12,32 Jahren unter Emission eines Elektrons und eines Antineutrinos in das Heliumisotop 3He (Betazerfall):


\mathrm{T} \longrightarrow \mathrm{^{3}He} + e^- + \overline\nu_e

Bei diesem Zerfall wird insgesamt eine Energie von 18,6 keV frei. Davon erhält das Elektron im Mittel 5,7 keV kinetische Energie.Im Vergleich zu anderen Betastrahlern ist die Strahlung sehr weich. In Wasser wird sie nach wenigen Mikrometern gestoppt; es kann auch die oberen Hautschichten nicht durchdringen. Die Radioaktivität von Tritium ist daher vor allem bei der Ingestion oder beim Einatmen gefährlich.

Tritiumgaslichtquellen (auch GTLS, vom Englischen „Gaseous tritium light source“), bekannt unter den Handelsnamen trigalight und Betalight, sind Lichtquellen, welche ohne äußere Energiezufuhr einige Jahrzehnte sichtbar leuchten. Eine Tritiumgaslichtquelle besteht aus einem Glasröhrchen aus Borsilikatglas, welches von innen mit einem Leuchtmittel („Phosphor“) beschichtet und mit Tritium befüllt ist. Tritiumgaslichtquellen wurden in den 1960er Jahren erfunden; sie leuchten wesentlich stärker als die schon zuvor bekannten tritiumhaltigen Leuchtfarben.



Tritiumgaslichtquellen werden als Notfallbeleuchtungen für Schilder und für Zifferblätter und Zeiger von Uhren verwendet. Weitere Verwendungen sind Schlüsselanhänger und ähnliche „Glow-in-the-dark“-Produkte. Da sie zusätzlich zu ihrer Lebensdauer noch den Vorteil der Unabhängigkeit von äußerer Energiezufuhr haben, werden sie auch vom Militär verwendet, aber auch von einigen Jägern zur Wegmarkierung. Außerdem können sie beim Angeln das Knicklicht ersetzen.

Eine Tritiumgaslichtquelle besteht aus einem Abschnitt eines meist röhrenförmigen Borsilikatglases, welches auf der Innenseite mit einer Schicht einer fluoreszierenden Substanz (Leuchtstoff) überzogen ist. In dem Röhrchen sendet das Tritium relativ konstant Betastrahlung aus. Unter Einwirkung der Betastrahlung emittiert der Leuchtstoff Photonen in einer für den Leuchtstoff typischen Lichtfarbe, was das schwache und erst nach Jahren an Stärke abnehmende Leuchten ausmacht. Da das Tritium aufgrund des Betazerfalles Betastrahlung aussendet und sich dabei in das stabile Heliumisotop He-3 verwandelt, nimmt die Leuchtstärke mit der Halbwertszeit von Tritium (ca. 12,3 Jahre) ab, da auch die Menge des Tritiums abnimmt.


Tritium-Leuchtelemente als Schlüsselanhänger - Foto: wikipedia

Bei der Herstellung wird eine Glaskapillare mit radioaktivem Tritium (ein natürliches Isotop des Wasserstoffs) gefüllt. Danach werden mit Hilfe eines Lasers kleine Abschnitte (wenige Millimeter bis zu 10 Zentimeter) der Kapillare versiegelt und abgetrennt.

Theoretisch ist es möglich, einen beliebigen beta-radioaktiven Stoff in das Röhrchen zu füllen, um diese Funktion zu erreichen. Jedoch ist Tritium dafür besonders gut geeignet, weil es selbst und auch sein Zerfallsprodukt ungiftig sind und die Energie der Betastrahlen sehr gering ist (maximal 18,6 keV), sodass die Strahlung das Glasröhrchen nicht durchdringen kann.

Intakte Tritiumgaslichtquellen sind, obwohl sie radioaktives Tritium enthalten, keine Gefahr für Menschen, da die Betastrahlung von Tritium nicht nach außen dringen kann. Durch die Abbremsung der Elektronen entsteht allerdings Bremsstrahlung, die nach außen dringt.

Wenn das Glasröhrchen beschädigt wird und Tritium austritt, besteht geringe Gefahr für den Menschen und die Umwelt, da der Körper es beim Einatmen aufnimmt und es weiter Betastrahlung aussendet.


„Glowring“ der Firma Nite - Foto: Wikipedia

Die besondere Gefahr von Tritium ist dessen biologische Aktivität, das heißt, es kann wie Wasserstoff in den natürlichen Stoffkreislauf gelangen und zum Beispiel als Bestandteil von dann radioaktivem Trinkwasser Schaden anrichten. Wegen der geringen Menge an Tritium, die Tritiumgaslichtquellen enthalten, und der relativ geringen Verbreitung der Tritiumgaslichtquellen stellt dies jedoch keine große Gefahr dar.

Tritiumgaslichtquellen sind im größten Teil der Welt legal, insbesondere für den zivilen Markt jedoch nur mit speziellen Auflagen.

In Deutschland gilt für den zivilen Bereich :


    • Eine Gesamtaktivität von 1 GBq darf nicht überschritten werden.

    • Die Herstellung und der Import erfordern eine Genehmigung.

Die Gesamtaktivität von Uhren mit Tritiumgaslichtquellen liegt in der Regel unter 1 GBq. Die Gesamtaktivität von Glowrings - wie sie im Internet (Zum Beispiek: trigalight Glowring, ähnlich NITE GlowRing) angeboten werden - beträgt bis zu 17,5 GBq  und liegt somit über der zulässigen Gesamtaktivität.

Der Besitz von Tritiumgaslichtquellen mit einer Gesamtaktivität von über 1 GBq ist in Deutschland genehmigungspflichtig. Der Besitz ohne eine entsprechende Genehmigung ist eine Ordnungswidrigkeit und kann mit einer Geldbuße von bis zu 50.000 € geahndet werden.

Quelle:  Wikipedia


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Kommentare

Thomas M vor 5 Jahre

Ich hab meinen Nite Glowstick mit zerbrochenen inneren Röhrchen aufgefunden. Das Gas war dann natürlich schon längst verflogen. Ich kann auch nicht sagen wo und wann es gebrochen ist?Besteht eine Gefahr für meine Gesundheit?