Trytowy świecący breloczek

Wreszcie skusiłem się na trytowy breloczek. Pojawiały się na Allegro i znikały, momentalnie wykupowane, ale cena trochę powstrzymywała od zakupu, zwłaszcza że nie spodziewałem się podwyższonego poziomu promieniowania. Ostatecznie nabyłem dwie sztuki, jedną świecącą na zielono, drugą na biało z lekko różowym odcieniem. Wyglądają tak:

Światło zaczyna być widoczne już w lekkiej szarówce, jaką mamy obecnie ok. 18-tej. W ciemności, po adaptacji wzroku, przy świetle breloczka można odczytać tarczę naręcznego zegarka (i wyświetlacz dozymetru oczywiście). W całkowicie ciemnym pomieszczeniu, np. łazience czy piwnicy bez okien, brelok daje wystarczająco dużo światła, aby się orientować w przestrzeni.

Zasada działania jest prosta. Tryt emituje promieniowanie beta, które powoduje fosforescencję luminoforu. Różne domieszki wpływają na barwę tego świecenia. Tryt w postaci gazowej umieszczony jest w szklanej rurce, zatopionej na końcu za pomocą lasera. Sposób ten podyktowany jest dużą przenikliwością trytu, który jako izotop wodoru ma bardzo małą masę cząsteczkową (większą co prawda niż wodór lekki, ale mniejszą niż hel) i przenika przez najdrobniejsze szczeliny. Fiolka z trytem, zwana GTLS (gaseous tritium light source) umieszczona jest w twardej obudowie z tworzywa poliwęglanowego o przekroju sześciokątnym, który zapewnia lepsze ukierunkowanie światła niż przekrój okrągły. Producent nie podaje aktywności trytu, wspominając jedynie o "niewielkiej ilości" substancji radioaktywnej. Teoretycznie można ją obliczyć, porównując z trytowym oświetlaczem w formie walca o wymiarach 152,4 x 5,1 mm, mającym aktywność 67GBq (1.8 Ci), trzeba tylko dokładnie zmierzyć rozmiar fiolki we wnętrzu breloka.

Źródło - Wikimedia Commons - https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/51/Gaseous_tritium_light_source.jpg

Według moich obliczeń (zmierzyłem, że fiolka ma 20 x 2 mm) aktywność powinna wynosić 1,4 GBq. Aby zweryfikować tą informację, napisałem do producenta i uzyskałem odpowiedź, że nominalna aktywność trytu w breloczku wynosi 9.75 GBq, zaś maksymalna 12,2 GBq. Jak widać, mniejsza objętość wymusza większą aktywność celem uzyskania odpowiedniej wydajności świetlnej.

Trwałość oświetlacza podyktowana jest zarówno aktywnością trytu, która maleje wraz z jego rozpadem (t1/2=12 lat), jak również zużywaniem się luminoforu. Podobnie stare farby świecące na bazie radu przestawały świecić z powodu zniszczenia struktury kryształu siarczku cynku, a nie zmniejszenia radioaktywności radu. Producent nawet podaje czas połowicznego zaniku zdolności luminescencyjnej użytego luminoforu, wynoszący 7.5 roku - więcej na jego stronie [LINK]

Zapytacie pewnie o bezpieczeństwo. Breloczki są w 100% bezpieczne i nie stanowią zagrożenia radiologicznego. Tryt emituje promieniowanie beta o bardzo małej energii (18 keV), którego zasięg w powietrzu wynosi max. 6 mm. Nie jest zatem w stanie pokonać szklanej ściany fiolki ani grubego plastiku breloczka, że o naskórku człowieka nie wspomnę. Pomiar promieniowania trytu wymaga bardzo czułych radiometrów z wyjątkowo cienkim okienkiem mikowym, takich jak nowa wersja EKO-C z tubą typu pancake. Dlatego też brelok można nosić bezpiecznie przy sobie bez żadnego zagrożenia. Nawet jego uszkodzenie i wydostanie się trytu nie jest niebezpieczne z uwagi na małą ilość gazu i jego szybkie rozcieńczenie w powietrzu. Jeżeli aktywność właściwa trytu wynosi 9,6 Ci/g, zaś w breloczku jest nominalnie 9,75 GBq (0,24 Ci), czyli ok. 0,024 g, to można obliczyć, jak niskie stężenie będzie po rozproszeniu takiej ilości trytu np. w pokoju o powierzchni 10 m kw.

Jeżeli mamy radiometr z okienkiem mikowym, to możemy co najwyżej zmierzyć słabe promieniowanie hamowania (Bremmstrahlung), powstające, gdy cząstki beta zderzają się z atomami składników obudowy breloczka. Monitor skażeń EKO-C (starsza wersja) wykazał wzrost o całe 2 cps względem tła, czyli tyle, co przy przeciętnym kawałku granitu. Z kolei Gamma Scout, w którym okienko mikowe jest małe i wyposażone w dwie odsuwane przesłony (jedna odcina promieniowanie beta, druga, cieńsza, tylko cząstki alfa) pokazał wynik rzędu 0,2-0,3 µSv/h, czyli nadal w granicach w tła naturalnego:

Pomiar z całkowicie odsłoniętym okienkiem. Niestety Gamma Scout ma duży rozrzut wyników. Tu najniższy pomiar.

A tutaj najwyższy.

Po zasłonięciu okienka cienką przesłoną wyniki nieznacznie spadły. Przesłona ta miała w założeniu odcinać
promieniowanie alfa, ale w tym przypadku odfiltrowuje część promieniowania hamowania.

I najwyższy wynik z cienką przesłoną, nieco niższy z niż najwyższy wynik z otwartą.

Z kolei nowoczesny dozymetr Radex RD1008, który wykorzystuje licznik okienkowy typu Beta-2 o nieco większej wydajności niż SBT-10A, stosowany w EKO-C, pokazał 33 rozp./min*cm2. Oznacza to, że z całej bocznej powierzchni breloczka co 2 sekundy emitowany jest kwant słabego promieniowania, możliwego do wykrycia jedynie czułymi detektorami.

Dla porównania, dozymetry z metalowymi tubami Geigera, np. Polaron Pripyat czy ANRI Sosna, nie wykazały ŻADNEGO wzrostu promieniowania.

Więcej na temat samego trytu w notce o trycie [LINK] A brelok, choć nie przyda się jako źródło promieniowania, jest bardzo cenny jako awaryjne źródło światła, przydatne podczas eskapad turystycznych, jako element zestawu przetrwania czy też jako marker, pozwalający odnaleźć w ciemności np. klucze czy latarkę. W typowej nocnej miejskiej ciemności marker widać z odległości 10 m. Oczywiście możemy nim oświetlić nasz dozymetr podczas ustawiania przełączników i odczytu wyniku np. w Polaronie - trzeba się przybliżyć i dobrze przypatrzeć nieco pod kątem:

Może również posłużyć do sprawdzania czułości dozymetrów z okienkiem mikowym, ale wynik będzie jedynie nieznacznie przekraczał tło.

Jakby ktoś chciał nabyć, polecam - ALLEGRO. Mniejsze są tańsze (39 zł zamiast 64), ale moim zdaniem warto kupić większy, który daje silniejsze światło i jest wygodniejszy w obsłudze. Na eBay trafiają się dużo większe, ale odpowiednio droższe, kosztujące w przeliczeniu prawie 200 zł. Ostatnio pojawiły się też dużo większe breloczki (4x1,5 cm) za 74,95 zł - LINK

Edit kwiecień 2019:
Ostatnio ceny breloczków oszalały i większe, jak ten opisywany, kosztują 150 zł, a maleństwa, co były po 40, są po 80. Aukcji jest bardzo dużo, ale zbyt raczej mały i trudno się dziwić. Tylko jeden sprzedawca ma w starej cenie - 59 zł za większy brelok - https://allegro.pl/oferta/atomowy-breloczek-trytowy-niebieski-7979070867