DE1035792B - Elektrische Entladungsroehre, die eine Tritiummenge enthaelt, und Verfahren zum Anbringen des Tritiums in einer derartigen Roehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre, die eine Tritiummenge enthält. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Anbringen des Tritiums in einer derartigen Röhre.

Es ist bereits bekannt, bei Glimmentladungsröhren Tritium anzuwenden, um die Zündverzögerungen zu beseitigen, die durch das Fehlen von Ladungsträgern herbeigeführt werden. Das Tritium wird beispielsweise der Gasfüllung zugesetzt, aber dies hat den Nachteil, daß das Tritium an der Glaswand der Röhre absorbiert wird, so daß es verhältnismäßig weit von der Entladungsbahn entfernt ist und somit nur wenig zur Erzeugung von Ladungsträgern in dieser Bahn beiträgt.

Manchmal wird das Tritium mit Hilfe einer elektrodenlosen Entladung in den Elektroden oder an der Wand der Röhre festgelegt. Dieses Verfahren erfordert einen hohen Druck, während verhältnismäßig viel Tritium durch Pumpen beseitigt werden muß.

Die beiden vorerwähnten Verfahren zum Einbringen des Tritiums haben den Nachteil, daß sie bei einer Anlage mit einer rotierenden Pumpeinrichtung schwer anwendbar sind, weil in diesem Falle die ganze Anlage mit Tritium verseucht wird. Dies ist in strahlungshygienischer Hinsicht unerwünscht und unzulässig. Weil Tritium ein weicher Betastrahler ist, ist es zwar ungefährlich, wenn es in einer Glas- oder Metallhülse eingeschlossen ist, wenn es jedoch auf irgendwelche Weise in den Körper aufgenommen wird, ist Tritium nicht ungefährlich.

Es ist auch bekannt, dadurch Tritium in eine Entladungsröhre einzubringen, daß ein mit Tritium gesättigtes Zirkon- oder Tantal drähtchen oder eine auf einer Platte aufgedampfte Schicht in der Röhre verdampft oder ein mit Tritium gefülltes Nickelröhrchen erhitzt wird. Diese beiden Verfahren habeni den Nachteil, das sie verhältnismäßig kostspielig sind, während auch hierbei das Tritium nicht möglichst nahe bei der Entladungsbahn vorhanden ist. Es hat sich herausgestellt, daß diese Nachteile der Anwendung von Tritium hinderlich sind. Die Erfindung bezweckt, ein nicht sonderlich kostspieliges und weniger gefährliches Verfahren zur Anwendung von Tritium anzugeben.

Bei einer elektrischen Entladungsröhre, die eine Tritiummenge enthält, ist gemäß der Erfindung das Tritium in einer dünnen aufgesinterten Schicht aus Titan, Zirkon oder einem ähnlichen Wasserstoffaufsauger mit feinem Korn und geringer Dicke vorhanden.

Die Bauart gemäß der Erfindung ermöglicht es, das feinverteilte Metallpulver, in das Tritium aufgenommen ist, mittels eines Binders auf einem metallenen oder isolierenden Teil der Röhre in der Nähe der Entladungsbahn anzubringen und festzusintern.

Elektrische Entladungsröhre,

die eine Tritiummenge enthält,

und Verfahren zum Anbringen

des Tritiums in einer derartigen Röhre

Anmelder:

ίο N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 13. März 1957

Dipl.-Ing. Otto Reifenschweiler
und Martinus Hendrikus Maria Schenkelaars,

Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

Vorzugsweise sind die Metallkörner nicht größer als etwa 1 Mikron, während auch die Gesamtstärke der Schicht diesen Wert nicht viel übersteigen soll, weil das D uirchdringungs vermögen der weichen Betastrahlen von Tritium nur gering ist und stärkere Schichten somit nur eine Verschwendung des verhältnismäßig kostspieligen Tritiums bedeuten.

Das feinverteilte Metallpulver ist beispielsweise dadurch erzielbar, daß das betreffende Pulver, das auch größere Teilchen enthält, mit Hilfe einer Flüssigkeit ausgeschlämmt wird. Auch kann das betreffende Hydrid, daß sehr spröde ist, feingemahlen, gegebenenfalls ausgeschlämmt, entgast und dann mit Tritium behandelt werden.

Ein sehr vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen des mit Tritium behandelten Metallpulvers ist jedoch

♦5 die Zerstäubung des betreffenden Metalles in einer Entladung in einer Edelgasatmosphäre, während oder nach welcher das Metallpulver teilweise mit Tritium gesättigt wird. Nach der Zerstäubung¹ wird die Edelgasatmosphäre durch Pumpen beseitigt und das Tritium in den Zerstäubungsraum eingeführt. Auch währ rend der Zerstäubung kann das Tritium dem Edelgas zugesetzt werden. Dieses Pulver wird dann an der Luft gesammelt und zu einem Brei verarbeitet. Das Zerstäuben kann durch Verdampfen ersetzt werden.

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Das Metallpulver muß nur in einem solchen Maße gesättigt werden, daß bei der Behandlung der Röhre an der Pumpe und den dabei auftretenden Temperaturen kein Tritium aus dem Metallpulver frei wird, was dadurch verhindert wird, daß das Metallpulver der Luft ausgesetzt worden ist, wodurch die äußeren Schichten der Körner in Bezug auf Tritium inaktiv geworden sind. Für Titan bedeutet dies einen Sättigungsgrad von etwa 0,3 Curie je mg Ti für eine Behandlungstemperatur von etwa 400° C, die gegebenenfalls 3 Stunden lang aufrechterhalten werden darf, was erheblich langer ist, als an der Pumpanlage im allgemeinen der Fall ist. Für Zirkon bedeutet es einen Sättigungsgrad von 0,15 Curie je mg Zr für eine Behandlungstemperatur von 350° C. Anstatt das Pulver der Luft auszusetzen, kann auch ein unedles Gas in den Zerstäubungsraum eingebracht werden. Unter Umständen ergibt sich die Inaktivierung bereits durch die Berührung mit der Bindeflüssigkeit.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 und 2 je eine Tritium enthaltende Entladungsröhre darstellen und

Fig. 3 eine Anlage zum Herstellen eines mit Tritium gesättigten Metallpulvers darstellt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Glaskolben der Röhren mit Stiften 2 im Boden. Die Kathode 3 besteht aus einer flachen Molybdänplatte mit umgebogenen Rändern. Die Anode 4 besteht aus einem auf den Anodenzuführungsdraht aufgeschraubten Graphitblöckchen. Dieser Zuführungsdraht ist bis in geringer Entfernung von der Anode völlig mit einer Glasschicht 5 überzogen. An diese Glasschicht schließt sich ohne Spalte die Anodenschirmbüchse 6 an. Die Zündelektrode 7 reicht bis in die Nähe des unteren Randes der Kathode. Auf der der Kathode zugewandten Seite der Schirmbüchse 6 ist eine Schicht 8 angebracht, die aus mit Tritium behandeltem Titanpulver besteht. Die von der Schicht 8 ausgesandten Elektronen, die eine Energie von höchstens 2OkV mit einem Höchstwert bei etwa 5 kV aufweisen, führen eine derartige Ionisierung der Gasfüllung herbei, daß beim Anlegen einer Impulsspannung an die Zündelektrode 7 eine Hilfsentladung zwischen dieser Elektrode und der Kathode mit einer Verzögerung von weniger als 100 psec erzeugt wird. Diese Hilfsentladung leitet die Hauptentladung ein.

In Fig. 2 bezeichnet 9 die Röhrenwand, 10 die tellerförmige Kathode mit einem scharfen Ansatz 11 und 12 die bandförmige Hilfsanode, die nahe beim Ansatz 11 angeordnet ist. Hinter der Anode 13 ist eine Hilfskathode 14 angeordnet. Zwischen diesen beiden Elektroden fließt im Betrieb der Röhre ein Strom von etwa 10 μΑ, um Zündverzögerungen in der Hauptentladungsbahn zu vermeiden. In der Mitte des Bodens ist eine Schicht 15 vorgesehen, die aus mit Tritium behandeltem Zirkonpulver besteht. Die von dieser Schicht gelieferte Strahlung soll die Zündverzögerung der Hilfsentladungsbahn auf etwa 0,1 Sekunde herabsetzen.

In Fig. 3 ist 16 ein Entladungsraum aus Glas, in dem eine Titanwendel 17 auf Zuführungsdrähten aus Nickel angeordnet ist. Der Entladungsraum ist über einen Kühler 18 und einen Hahn 19 mit einer Vakuumpumpe verbunden. Auf der einen Seite des Entladungsgefäßes 16 sind eine Anzahl von Gefäßen 20 angeordnet, die durch Kugelkapillaren 21 mit zugeordneter Durchschlagkugel 22 angeschlossen sind. In jedem Gefäß 20 befindet sich eine Zirkonplatte 23, die mit Tritium gesättigt ist. Die Gefäße 20 können auch mit Tritiumgas gefüllt sein. Auf der anderen Seite befindet sich eine Anzahl durch Kugelkapillaren 24 abgeschlossene Gefäße mit einer abgemessenen Argonmenge. Nach der Entgasung und gegebenenfalls Ausglühung des Raumes 16 wird dieser aus einem der Gefäße über eine Kugelkapillare 24 mit Argon unter einem Druck von 10 cm gefüllt. Die Wendel 17 wird durch Stromdurchgang verdampft, wodurch sich eine schwarze schwammartige Titanschicht auf der Innenwand des Raumes 16 ergibt. Nachdem eine genügende Titanmenge verdampft ist, wird eine der Kugelkapillaren 21 geöffnet und das Tritium aus der betreffenden Zirkonplatte durch Erhitzung ausgetrieben oder aber das im Gefäß enthaltene Tritium in den Raum 16 eingeleitet. Infolge der großen Aktivität der zerstäubten Metallschicht wird das Tritium gegebenenfalls nach einer leichten Erhitzung völlig in diese Schicht aufgenommen. Gegebenenfalls können auch Tritium und Argon zu gleicher Zeit in der Entladungsbahn vorhanden sein. Nachdem die Titanschicht mit Tritium behandelt worden ist, wird der Entladungsraum 16 bei 25 von der Anlage abgeschnitten, wodurch die zerstäubte Schicht an die Luft kommt und das nicht völlig mit Tritium gesättigte Metallpulver inaktiv wird. Danach wird der Raum 16 mit einer Flüssigkeit, Butylazetat, ausgewaschen, in der nachher Nitrozellulose gelöst wird. Die so erzielte Suspension eignet sich unmittelbar zur Anbringung an der erwünschten Stelle in einer Entladungsröhre. Weil es sich hier um eine Flüssigkeit handelt, kann die Verarbeitung ohne Gefahr, gegebenenfalls sogar maschinell, erfolgen.

Dadurch, daß das teilweise mit Tritium gesättigte Metallpulver an die Luft gebracht worden und infolgedessen inaktiv geworden ist, gibt es bei der Temperaturbehandlung der Pumpe kein Tritium ab, so daß die Pumpanlage nicht mit radioaktivem Material verseucht wird. Auch ergeben sich auf diese Weise keine unnötigen Tritiumverluste.

Ein weiterer Vorteil ist der, daß die Aktivität der aufgebrachten Suspension unmittelbar mit einem Geiger-Müller-Zähler oder einem Szintillationszähler gemessen werden kann.

Claims (2)

PA TE N T A N S P R 0 C II E:

1. Elektrische Entladungsröhre, die eine Tritiummenge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Tritium in einer dünnen auf gesinterten Schicht aus Titan, Zirkon oder einem ähnlichen Wasserstoffaufsauger mit feinem Korn und geringer Stärke vorhanden ist.

2. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Entladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das betreffende Metallpulver durch Verstäubung oder Verdampfung in einer Entladung in einem Edelgas erzielt wird, während oder nach welcher Tritium in einer solchen Menge eingeleitet wird, daß auch infolge der nachfolgenden Einleitung von Luft oder einem unedlen Gas das Metall so inaktiv geworden ist, daß bei der Temperaturbehandlung der Röhre beim Pumpen kein Tritium mehr frei wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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