Елочные игрушки с фосфором ссср

Обновлено: 18.04.2024

Диву дался тут Иван.

«Что, — сказал он, — за шайтан:

Шапок пять найдется свету,

А тепла и дыма нету,

Эко чудо-огонек!

П. П. Ершов. Конек-горбунок

Далеко не все представляют себе, почему часы светятся. Не раз приходилось объяснять — устно и письменно, — что нет, элемент фосфор тут ни при чем. Светом часы обязаны люминофорам — веществам, способным отдавать в виде излучения избыток энергии, которую они получили при возбуждении, или, если хотите, подзарядке, скажем, видимым светом либо ультрафиолетовыми лучами. Довольно часто задают и такой вопрос: не вредно ли это свечение для здоровья? Здесь рассказывается о тех люминофорах, которые наносят на циферблаты и стрелки, о том, из чего их делают и как; коротко сказано и о гигиенической стороне дела.

Впитывающие солнечные лучи

Науке и практикам известно много разных люминофоров. Например, биолюминофоры (возбудитель энергии — биохимическая реакция); электролюминофоры, которые начинают светиться под действием электрического разряда; хемилюминофоры, возбуждаемые химическими реакциями, и многие другие. В часовой промышленности используют только малую часть их, а именно фотолюминофоры и радиолюминофоры.

Если вещество после возбуждения излучает лишь миллиардные доли секунды, то такое свечение называют флюоресценцией (слово происходит от названия плавикового шпата — флюорит; некоторые разновидности его светятся). Когда же вещество испускает лучи минуты, часы, дни, то это явление именуют фосфоресценцией, а светящиеся материалы — фосфорами. Как и название химического элемента, это слово происходит от греческого «фосфорос» — светоносный.

Термин «фосфор» применительно к люминесцирующим веществам появился в середине XVII века — после того, как было обнаружено, что после прокаливания некоторые минералы приобретают способность как бы впитывать солнечные лучи, а потом в темноте их испускать. В 1612 году такими минералами заинтересовался Галилей; он оставил нам одно из первых описаний фосфоресценции, однако причину этого странного явления объяснить не смог.

Прошло еще 250 лет, прежде чем удалось разгадать загадку светящихся камней. В семидесятых годах прошлого столетия английская фирма «Бальмен» начала промышленное изготовление бальменовской светящейся краски. Как и положено, состав ее был секретом фирмы. Однако вскоре он был разгадан французским химиком Вернейлем. Ученый установил, что основа краски — сернистый кальций, а свойство светиться она приобретает благодаря ничтожной примеси солей висмута. Сейчас такие примеси называют активаторами.

Электроны в ловушке

Люминофоры, или кристаллофосфоры, состоят из основы и активатора (например, сернистого кальция и солей висмута, как в бальменовской краске; существует множество других сочетаний). Однако способностью светиться обладает не весь люминофор, а лишь некоторые участки его, так называемые центры свечения, или центры фосфоресценции. Это места, где в кристаллической решетке основы есть нарушения. Вот как они возникают: смесь основы и активатора подвергают термической обработке; тогда строго определенное количество примеси входит в решетку основы и происходит их совместная кристаллизация; там, где это произошло, кристаллическая решетка оказывается нарушенной. Кстати, было обнаружено, что проникновение примеси облегчают легкоплавкие соли — плавни, поэтому при изготовлении люминофора их специально вводят в реакционную массу.

В кристаллофосфоре существуют три энергетические зоны; отличаются они тем, в какой степени их энергетические уровни заполнены электронами; отсюда и название зон: заполненная, или валентная (I), запрещенная (II), незаполненная, или зона проводимости (III). Вероятность попадания электронов идеального кристалла в зону II ничтожно мала, поэтому она и называется запрещенной. Когда же в решетку внедряются специальные примеси — активаторы, то в местах их вхождения в решетку картина изменяется: в зоне II появляются новые уровни — центров свечения (Ц) и ловушек (Л), в которые могут забираться электроны люминофора.

На самом деле, конечно, никаких реальных ловушек тут нет, просто в таком энергетическом состоянии электрон может оставаться довольно долго и после прекращения возбуждения кристалла; природа этого явления до конца еще не ясна. Под действием тепловых колебаний решетки электроны постепенно высвобождаются из ловушек, теряют энергию, и люминофор светится. Было замечено, что длительность послесвечения тем больше, чем ниже расположена ловушка, то есть чем больше энергии требуется для освобождения электрона.

Под действием видимого света или ультрафиолетовых лучей, от соударения с быстро движущимися заряженными частицами (например, альфа- или бета-) электроны люминофора возбуждаются и перемещаются на уровни с более высокой энергией. Возвращаясь затем в исходное состояние, электроны излучают избыток энергии в виде квантов света. Простым глазом мы видим не отдельные вспышки, а сплошной поток света, а вот через лупу можно наблюдать и единичные сцинтилляции, хотя длительность каждой — около 0,00005 секунды.

Стрелками обозначены основные переходы, объясняющие послесвечение люминофора:

1 — ионизация люминофора возбуждающим излучением или частицами

2 — захват электрона в ловушку:

3 — высвобождение электрона под действием тепловых колебаний

4 — переход электрона на центр свечения с излучением кванта света

Люминофоры-долгожители

Люминофоры подразделяют на временные и постоянно действующие. Вспомните елочные игрушки, покрытые люминесцентными красками. В состав таких красок входят короткоживущие люминофоры. Лампы выключены. Игрушки светятся ярко. Но через некоторое время их уже не видно. Если опять включить свет и затем выключить, игрушки снова загорятся.

Основу светящихся составов временного действия составляют сернистые соединения цинка, кальция, кадмия, стронция, бария. Их прокаливают с ничтожными количествами солей тяжелых металлов: меди, марганца, висмута. Одни люминофоры светятся голубым светом, другие — красным, третьи — зеленым.

Цвет люминофоров в отраженном дневном свете и цвет их свечения чаще всего не совпадают

Для часов неудобны люминофоры, светящиеся недолго (хотя раньше, а иногда, к сожалению, и сейчас некоторые предприятия такие вещества все-таки используют). Циферблаты должны быть различимы по крайней мере спустя 10—12 часов после освещения. Среди люминофоров временного действия такие составы есть Например, стронций-сульфидный люминофор; он излучает свет около 12 часов без подзарядки. Но у этого вещества есть существенный недостаток: в присутствии влаги происходит гидролиз сульфида стронция и выделяется сероводород — агрессивный газ, разъедающий механизм часов.

В часовом деле все больше применяют люминофоры постоянного действия. К таким долгожителям относятся радиолюминофоры. В их состав, кроме обычных основы и активатора, входит еще и источник энергии — радиоактивное вещество. Люминесцентные смеси такого рода не нуждаются в периодическом освещении: люминофор заставляют работать заряженные частицы, испускаемые радиоактивной добавкой.

К радиоактивным добавкам в часовой промышленности предъявляют строгие требования. Вначале в люминофоры вводили соединения радия-220. Но период его полураспада — 1500 лет. Часы старели, ломались, а циферблат продолжал оставаться источником радиоактивного излучения. В дальнейшем стало ясно, что в люминесцентных составах более приемлемы в качестве источников энергии тритий, прометий-147, углерод-14. Живут они около 10 лет. К тому же эти вещества испускают мягкие бета-лучи, что тоже очень важно.

Чем больше радиоактивного вещества добавляется в фосфоресцирующую массу, тем она ярче светится. Но постоянная бомбардировка заряженными частицами не проходит для самого люминофора бесследно. Если частиц слишком много и они несут слишком большую энергию, центры свечения фосфоров быстро разрушаются. Пустили жильцов в дом, а они его развалили. Поэтому из радиоактивных веществ берут те, что испускают бета-лучи: во-первых, они меньше разрушают люминофор, а, во-вторых, их почти полностью поглощают корпус и стекло часов.

К люминофорам предъявляют жесткие санитарно-гигиенические требования. В свое время была тщательно замерена величина радиоактивного излучения от циферблатов со светомассой постоянного действия, и медики пришли к выводу, что носить часы с такими люминофорами можно, угрозы для здоровья они не представляют. Однако полностью не были решены проблемы производственной вредности: как наносить светящиеся составы, соблюдая при этом правила техники безопасности; куда девать отходы; как хранить большие партии таких часов. Это привело к тому, что в 1958 году в СССР был прекращен выпуск часов с радиоактивной светомассой. Сейчас благодаря усилиям технологов, химиков, медиков и инженеров созданы специальные участки, где готовят и наносят люминофоры; эти участки отвечают всем требованиям техники безопасности.

Люминофор-каприза

Фосфоресцирующая смесь — это бесцветный кристаллический порошок, очень нежный и капризный: разрушение кристаллической решетки или появление посторонних примесей резко уменьшает яркость его свечения. И все-таки некоторой обработке подвергнуть порошок приходится. Хотя бы для того, чтобы приклеить его к циферблату.

Самое лучшее было бы, конечно, заключить кристаллики в прозрачную оболочку и в таком виде прикреплять на часы. Но этот способ возможен не всегда. Значит, нужны связующие: клеи, лаки. С их помощью, кстати, не только удерживают люминофор на циферблате, но и защищают его от воздействия атмосферной влаги, от механических повреждений и даже от ультрафиолетовых лучей, способных разрушить светящееся покрытие.

Наиболее часто в часовой промышленности применяют акриловые, винилитовые и полистирольные лаки; реже используют цапонлак или ацетилцеллюлозный; и особое предпочтение отдают даммаровому паку, он образует прочную прозрачную пленку, непроницаемую для ультрафиолетовых лучей.

Количество связующего, подмешиваемого к люминофору, обычно очень невелико, иначе лак обволакивает кристаллики и сильно уменьшает яркость их свечения. Компоненты осторожно смешивают в стеклянной или фарфоровой посуде, о растирании смеси и речи быть не может. Готовят состав непосредственно перед нанесением. Готовую смесь наносят кистью, пером, стеклянной палочкой, шприцем или с помощью печатной установки.

Сейчас часовая промышленность страны выпускает часы с циферблатами, которые покрыты люминофорами постоянного действия в нескольких вариантах, например «Амфибия» для аквалангистов. (Кроме того по-прежнему делают будильники с циферблатами, на которые нанесена люминесцентная краска, но она плохо выполняет свою роль — через полтора-два часа после подзарядки уже не светится.) В будущем ассортимент часов с люминофорами-долгожителями будет расширяться, производство их увеличится.

Кандидат технических наук Е. Я. Бесидовский,

Научно-исследовательский институт часовой промышленности

У моего личного светящегося орла довольно печальная история. Когда папа уезжал на похороны бабушки в Новороссию, я попросила привезти мне что-нибудь, какую-нибудь памятную безделушку из дома. Что-то такое, что мы оба видели всю жизнь, что стояло в доме, еще на городской квартире в Антраците. Квартире, где пахло холодной водой из бидонов, где на кухне стояли железные кружечки с ягодами.

Более подробно я его грузить не стала. Как -то не до этого было. Папа собирался за одну ночь. Мне ехать не позволил, не хотел, чтобы я ехала во время войны. Я не говорила ему, что уже была. Зачем ему эти нервы. Но официально ехать он мне не позволил. Если бы я знала, что он вернется из этой поездки не здоровым, она станет для него последней и собственную маму он переживет всего на пару месяцев, я бы костьми легла, но его не пустила. Но, сложилось как сложилось. Это было накануне моего тридцатилетия и папа зная, что скорее всего не успеет вернуться к празднику, пообещал мне любой "аленький цветочек".

Из вещей я помнила несколько. Все они были дня меня символами антрацитовской квартиры, где я маленькая. засыпала, глядя на них. Правда, в тот момент в голове был сущий кавардак. Про светящегося фосфорного орла я вспоминала и вспоминала очень часто, но уже после папиного отъезда. Подумалось само "вот бы он этого орла привёз. " Для меня орёл стал символом моего донбасского детства, символом квартире в Антраците, символом промышленного рабочего городка, символом советской полированной стенки, где дедушка и бабушка хранили десятки загадочных и таинственных мелочей, притягивающих магнитом ребенка.

Незадолго до этой поездки, я даже написала стихотворение "Антрацит", где упомянула этого орла и мы даже обсуждали на моем поэтическим семинаре вопрос правильной терминологии "фосфорный" или "фосфорицирующий". Но. Это вопрос технический. А по сути, это было очень насыщенное и теплое обсуждение, в процессе которого мы все вспомнили родные и ностальгические мелочи из нашего советского детства.

Но по телефону я папе тоже голову морочить не стала, решив "будь что будет. Что привезет. На том и судьба".

Каково же было моё удивление, когда папа приехал и развернув заботливо тряпочку и протянул мне именно его, смущенно прокомментировав:

- Вот, не знаю, подойдет тебе?

Подойдет? Подойдет ли мне вещь, о которой я мечтала с момента его отъезда?!

Да я прыгала до потолка. Особенно ценно это было и тем, что мы с папой никогда особенным единомыслием не отличались, были слишком разные, на интуитивном уровне так уж прямо не работали. И тут раз, папа действительно привез мне "аленький цветочек". Это был лучший подарок из всех мне на тридцатилетие.

Через несколько месяцев папы не стало.

И этот орёл стал мне еще дороже.

Что же это за вещица такая?

На самом деле, вот такие фосфорицирующие безделушки в советском прошлом не были редкостью. Особенно, в промышленных или рабочих городках, таких как Антрацит.

Обычно, это были фигурки разных животных - орлы, другие птицы, олени, лоси, медведи. Беловато-желтоватого, бежевого цвета. Цвета "слоновой кости". Главной особенностью которых являлось зеленое (или немного желтоватое) свечение в темноте. Дома, в Москве, у нас тоже были какие-то такие фигурки, но я их почему-то в отличии от донбасского орла совсем не запомнила. Они канули в Лету.

А вот немного про само явление

Фосфоресценция — это особый тип фотолюминесценции. В отличие от флуоресцентного, фосфоресцентное вещество излучает поглощённую энергию не сразу. Большее время реэмиссии связано с «запрещёнными» энергетическими переходами в квантовой механике. Поскольку такие переходы наблюдаются реже в обычных материалах, реэмиссия поглощенного излучения проходит с более низкой интенсивностью, и в течение длительного времени (до нескольких часов).Изучение фосфоресцентных веществ началось примерно со времени открытия радиоактивности.

Тяжело избавиться от старых елочные игрушек, доставшихся от бабушек и дедушек. И дело не только в памяти, многие из них волшебно светятся в темноте, придавая новогодней елке сказочный вид. Между тем, они очень опасны для окружающих, поскольку покрыты специальным светосоставом постоянного действия (СПД) с солями радия-226. Именно эта радиоактивная светомасса, обеспечивающая завораживающее свечение елочных украшений, даже спустя десятки лет может нанести непоправимый вред здоровью их владельцев.

СПД – что это такое?

СПД – светосостав постоянного действия, в основном состоящий из кристаллического сульфида цинка и бромидов радия, которые и обеспечивают способность краски излучать практически незатухающее свечение. Это явление, названное сцинтилляцией, было открыто в 1903 году У. Круксом и объясняется так: радий, как радиоактивный элемент, излучает альфа-частицы (92%), бета- и гамма-частицы (8%). Вылетая из вещества, они бомбардируют кристаллы сульфида цинка.

При этом альфа-частицы, обладая большей массой и более высокой скоростью, сильнее ударяются о кристаллические грани и вызывают короткие световые вспышки. Поскольку их выбрасывается огромное количество, окрашенная СПД поверхность приобретает свойство постоянно светиться в темноте. До 80% свечения обеспечивают альфа-частицы, соответственно, чем больше добавляется бромида радия, тем сильнее излучение света. Бета- и гамма-частицы также вызывают сплошную фосфоресценцию поверхности, сходное с флуоресценцией, которое происходит под действием дневного света. Яркость радиоактивных светосоставов в первые дни увеличивается, достигает максимума через двадцать дней, а затем падает вдвое в течение года, поскольку происходит разложение кристаллов сульфида цинка.

Сферы использования радиевой краски

Радиевая краска или СПД активно применялись для нанесения делений, цифр и надписей в часах и различных приборах для самолетов и кораблей: манометрах и компасах до 60-х годов. Всего было выпущено несколько миллионов часов, у которых стрелки и циферблаты были окрашены радиевой краской. Они годами могли светиться в темноте сами собой! Более широкое использование ограничивалось высокой стоимостью радиоактивных солей радия и конечной ценой готовых изделий.

В СССР светосоставы с естественными радиоактивными веществами использовались при изготовлении елочных игрушек, поскольку давали красивое зеленоватое или красновато-оранжевое свечение.

Марки СПД

В Советском Союзе выпускались три марки СПД:

Они представляют собой солеподобные вещества зеленовато-желтого цвета, которые светятся в темноте зеленым, красным или оранжевым цветом. Их добавляли в прозрачные лаки и получали краску для изготовления как самосветящихся знаков и надписей, так елочных игрушек.

Поскольку альфа-частицы полностью поглощаются слоем бумаги, металла или стекла, приборы не представляли особой опасности, пока сохраняют герметичность. Гамма-лучи не задерживаются корпусом и показывают высокий уровень радиации, который убывает с расстоянием.

Сейчас соли радия, ввиду большого периода полураспада, высокой стоимости и сильной биологической активности, не используются при изготовлении СПД. Впоследствии их заменили на тритий и прометий-147, которые не только дешевле, но и имеют меньший период полураспада – 2,6 года и 12,33 лет соответственно. Таким образом, даже случайно попавший в окружающую среду светосостав распадается намного быстрее и меньше причиняет вреда. Также существенным преимуществом тритиевых красок является их безвредность, поскольку гамма-лучи, образующиеся при распаде трития, задерживаются пленкой защитного лака.

«Радиевые» девушки

Самый громкий скандал, связанный с радиевой краской, произошел в 20-х годах прошлого века и касался американской корпорации US Radium. Предприятие занималось выпуском часов со светящимися циферблатами и его работницы использовали светящийся состав при окраске стрелок и цифр часов. Женщины голыми руками работали с радиоактивным веществом, и для лучшего нанесения краски облизывали кисточки. Ежедневное облучение привело к необратимым последствиям. У многих из них была анемия, выпадали зубы, разрушалась челюстная ткань, происходили переломы ног и рук, имелись костные опухоли (остеогенные саркомы). До сих пор неизвестно, сколько из 4000 тысяч красильщиков умер от радиационного облучения и возникших из-за него злокачественных опухолей.

Самосветящиеся краски. В чем опасность самосветящихся елочных украшений?

Все дело в том, что радиевая краска на елочных игрушках не защищена каким-либо составом и стечением времени разрушается, превращаясь в радиоактивную пыль. При украшении новогодней елки такими изделиями мельчайшие частицы солей радия могут попадать внутрь желудочно-кишечного тракта, и с кровью разносится по всему организму, вызывая различные онкологические заболевания. Поскольку по своему составу Радий-226 похож на кальций, он, подобно ему, накапливается в костных тканях, приводя к развитию рака костей и другим онкологическим заболеваниям.

Но самый коварный фактор – радиоактивные частицы, которые образуются при распаде радия-226 и распространяются по окружающему пространству. Поскольку период его полураспада превышает 2000 лет, то на протяжении всего этого времени происходит излучение.

Конечно, вероятность столкновения с радиоактивными елочными игрушками мала, но если имеются бабушкины украшения, стоит их проверить. Особенно, если они окрашены желто-зеленой краской и красиво светятся в темноте зеленым или красноватым цветом. Проверить их на наличие радиоактивного излучения достаточно просто – с помощью бытового дозиметра радиометра RADEX RD1008, датчики которого могут чувствовать альфа-частиц.

Интересная статья - НЕ БУДЕМ ФОМАМИ НЕВЕРУЮЩИМИ .

Использование светосоставов постоянного действия не ограничивалось лишь применением в аппаратуре сугубо военного или специального назначения, а так же в часовой промышленности. В связи с тем что потенциальная опасность радиоактивного излучения в начале 20-го века недооценивалась, а фактически и вообще не бралась в расчет светомассу начали широко применять в качестве оригинального компонента для украшения ёлочных игрушек.

Мягкое, завораживающее свечение узоров нарисованных на стеклянных шарах придавало новогодней елке сказочный вид. Свечение не угасало ни на минуту и каждый год радовало детей ожидающих подарков от Деда мороза. Но играя рядом с новогодней елкой ни дети ни взрослые не знали какой “подарок” украшает её.

Дело в том что причиной постоянного свечения светосостава являлся радиоактивный элемент Радий-226. Альфа-частицы излучаемые в результате распада этого изотопа вызывали свечение кристаллов сульфида цинка. Но единственное положительное качество Радия как активатора светомассы перевешивалось целой массой вредных и опасных факторов которые день за днем влияли на здоровье людей. Первым таким фактором является радиоактивное излучение. Так как игрушки раскрашивались как говорится “от всей души”, то и Мощность Эквивалентной Дозы гамма-излучения от некоторых экспонатов могла достигать значений в десятки миллирентген в час.

Вторым фактором было то что краска на ёлочных игрушках не была защищена никакими защитными покрытимями и из-за этого легко разрушалась, осыпалась, оставалась на руках у родителей и детей украшавших новогоднюю ёлку. Ну а после этого частицы краски могли попасть в легкие в виде мелкодисперсной пыли или в желудочно-кишечный тракт с пищей. Эти частицы находясь внутри организма своим альфа-излучением фактически “выжигали” окружающие их клетки. При этом увеличивался риск развития онкологических заболеваний.

Третьим и самым коварным фактором является то что Радий-226 входящий в состав краски претерпевая радиоактивный распад превращается в радиоактивный инертный газ Радон-222 который свободно покидая светомассу распространяется в окружающем воздухе. Если помещение не проветривалось то концентрация Радона повышалась значительно. Радон-222 так же является альфа-излучающим изотопом, ну а о опасности попадания такого рода изотопов мы говорили чуть ранее. В цепочке распада Радия-226 присутствует целый “коктейль” дочерних продуктов среди которых и печально известный изотоп Полоний-210.

E-igru, Ну так легко проверить. Если игрушка не светится в темноте, то она не опасная:)
А красками такими даже в 60-70-е баловались не зная опасности.

Спасибо- я знаю - пост писался для одного конкретного лица( не будем называть имен) может все- таки удасться убедить..

Просто недавно было тут " обсуждение" ..
Если что с коллекционером существую бок о бок много лет .. А ее коллекции больше 20 лет.

Считаю дискуссию бессмысленной,т.к. вы опять НЕ приводите источник информации. Интернет -штука полезная ,но недостоверной информации там тоже достаточно.
Откуда вы взяли эту статью?

а я не считаю дискуссию бесмысленной, так как здоровье, оно важнее всего. Но, образцы игрушек все-таки видеть желательно.

Я тоже не считаю бессмысленной! Давайте поподробнее! У меня измерителя радиации нет. Кто-что знает, кто померить может - пишите! Это же белый состав такой (особенно на шариках часто был)? Я в детстве его со всех игрушек соскоблила ножницами, в основном, ну и зубами тоже, и в коробочку спичечную собрала - дааавно это было, но пока жива и проблем со здоровьем вроде не наблюдается особо (тьфу-тьфу). Занималась этим каждый НГ.

а зачем скоблили?

Вот блин. Нашла у себя кучку таких игрушек. Надо к мужу пристать, пусть свой дозиметр ищет. Статьи- это одно, а вот если на практике зашкаливать будет, то других доказательств и не надо.

Тогда может эти игрушки макнуть в лак цапон для закрепления? или покрыть чисто эти элементы. Ведь сколько лет им уже, краска по-любому отслаивается по чуть-чуть. И не будет ли никакой нежелательной химреакции этой краски с лаком? На всех игрушках она ничем не покрыта.

а зачем скоблили?
У Вас же в подписи все написано!) Ребенок - это бандит! А так уже не помню - клеила вроде потом куда хотелось.

Вот то, что надо! Пусть проверит и нам напишите!

Ужос%) Зубами до сих пор соскребаете?)))

Дмитрий, с моего детства, если что. лет тридцать прошло.

вот, вот, проверьте обязательно. Эксперимент все расставит по своим местам.

У меня подруга выбросила несколько игрушек, хотя "стекольщики" здесь на форуме отрицают влияние радиации.

Ёлочные игрушки, светящиеся в темноте, покрывали красками, в которые добавлялся фосфор, а не изотопы, - то есть эти игрушки безвредны. А мифы об их вреде для здоровья, придумали журналисты в погонях за сенсациями.

ну вот я тоже помню, что отец мне объяснял, что это фосфор.

1. . реакция все равно будет. со временем происходит окисление . реакция с кислородом.
2. . если у Вас игрушки используются по прямому назначению. раз в год на елке . растояние более 1 метра. Вам ничего не будет.
3. . если Вы коллекционируете. - поместите в любой корпус (пластик прозрачный. стекло. картон) и не беспокойтесь)

В любом случае. если игрушке более 10 лет . под воздействием окружающей среды (влажность, температуры и др. ) все равно краска разрушается и попадает в виде пыли к Вам на руки. далее и на одежду. и т.д.
Достаточно одевать одноразовые целофановые перчатки (как на бензозаправках) или обязательно мыть теплой водой с хозяйственным мылом.

Далеко не все представляют себе, почему игрушки светятся. Фосфор тут ни при чём. Светом игрушки обязаны люминофорам — веществам, способным отдавать в виде излучения избыток энергии, которую они получили при подзарядке видимым светом либо ультрафиолетовыми лучами.

Науке известно много разных люминофоров . Например, биолюминофоры (возбудитель энергии — биохимическая реакция); электролюминофоры , которые начинают светиться под действием электрического разряда; хемилюминофоры , возбуждаемые химическими реакциями, а ещё фотолюминофоры , радиолюминофоры и многие другие.

Если вещество после возбуждения излучает лишь миллиардные доли секунды, то такое свечение называют флюоресценцией (слово происходит от названия плавикового шпата — флюорит ; некоторые разновидности его светятся). Когда же вещество испускает лучи минуты, часы, дни, то это явление именуют фосфоресценцией , а светящиеся материалы — фосфорами . Как и название химического элемента, это слово происходит от греческого «фосфорос» — светоносный .

Термин «фосфор» применительно к люминесцирующим веществам появился в середине XVII века — после того, как было обнаружено, что после прокаливания некоторые минералы приобретают способность как бы впитывать солнечные лучи, а потом в темноте их испускать. В 1612 году такими минералами заинтересовался Галилей ; он оставил нам одно из первых описаний фосфоресценции , однако причину этого странного явления объяснить не смог.

В семидесятых годах позапрошлого столетия английская фирма «Бальмен» начала промышленное изготовление бальменовской светящейся краски. Как и положено, состав её был секретом фирмы. Однако вскоре он был разгадан французским химиком Вернейлем . Учёный установил, что основа краски — сернистый кальций , а свойство светиться она приобретает благодаря ничтожной примеси солей висмута . Сейчас такие примеси называют активаторами.

Вот как они возникают: смесь основы и активатора подвергают термической обработке; тогда строго определённое количество примеси входит в решётку основы и происходит их совместная кристаллизация; там, где это произошло, кристаллическая решётка оказывается нарушенной.

Кстати, было обнаружено, что проникновение примеси облегчают легкоплавкие соли — плавни, поэтому при изготовлении люминофора их специально вводят в реакционную массу.

Вероятность попадания электронов идеального кристалла в зону II ничтожно мала, поэтому она и называется запрещённой. Когда же в решётку внедряются специальные примеси — активаторы, то в местах их вхождения в решётку картина изменяется: в зоне II появляются новые уровни — центров свечения ( Ц ) и ловушек ( Л ), в которые могут забираться электроны люминофора .

Под действием тепловых колебаний решётки электроны постепенно высвобождаются из ловушек, теряют энергию, и люминофор светится.

Было замечено, что длительность послесвечения тем больше, чем ниже расположена ловушка, то есть чем больше энергии требуется для освобождения электрона.

Вспомните советские ёлочные игрушки , покрытые люминесцентными красками . В состав таких красок входили короткоживущие люминофоры . Лампы выключены. Игрушки светятся ярко. Но через некоторое время их уже не видно. Если опять включить свет и затем выключить, игрушки снова загорятся.

Основу светящихся составов временного действия составляют сернистые соединения цинка, кальция, кадмия, стронция, бария. Их прокаливают с ничтожными количествами солей тяжёлых металлов: меди, марганца, висмута. Одни люминофоры светятся голубым светом, другие — красным, третьи — зелёным.

В советское время использовали люминофоры в производстве часов. Их добавляли, чтобы светились стрелки, циферблат часов. Но использование короткоживущих люминофоров было неудобно (циферблаты должны быть различимы по крайней мере спустя 10-12 часов после освещения), поэтому использовали чаще люминофоры постоянного действия . Хотя, надо заметить, что среди люминофоров временного действия встречаются "долгожители", например, стронций-сульфидный люминофор ; он излучает свет около 12 часов без подзарядки. Но у этого вещества есть существенный недостаток: в присутствии влаги происходит гидролиз сульфида стронция и выделяется сероводород — агрессивный газ, разъедающий механизм часов. Поэтому-то в часовом деле тогда стали применять люминофоры постоянного действия . К таким веществам относятся радиолюминофоры . В их состав, кроме обычных основы и активатора, входит ещё и источник энергии — радиоактивное вещество . Люминесцентные смеси такого рода не нуждались в периодическом освещении: люминофор заставляют работать заряженные частицы, испускаемые радиоактивной добавкой. Естественно, к радиоактивным добавкам в часовой промышленности предъявлялись строгие требования. Вначале в люминофоры вводили соединения радия-220. Но период его полураспада — 1500 лет. Часы старели, ломались, а циферблат продолжал оставаться источником радиоактивного излучения. В дальнейшем стало ясно, что в люминесцентных составах более приемлемы в качестве источников энергии тритий, прометий-147, углерод-14. Живут они около 10 лет. К тому же эти вещества испускают мягкие бета-лучи, что тоже очень важно. Чем больше радиоактивного вещества добавляется в фосфоресцирующую массу, тем она ярче светится. Но постоянная бомбардировка заряженными частицами не проходит для самого люминофора бесследно. Если частиц слишком много и они несут слишком большую энергию, центры свечения фосфоров быстро разрушаются. Пустили жильцов в дом, а они его развалили. Поэтому из радиоактивных веществ брали те, что испускают бета-лучи : во-первых, они меньше разрушали люминофор , а, во-вторых, их почти полностью поглощал корпус и стекло часов.

В своё время была тщательно замерена величина радиоактивного излучения от циферблатов со светомассой постоянного действия , и медики пришли к выводу, что носить часы с такими люминофорами можно, угрозы для здоровья они не представляют.

Однако полностью не были решены проблемы производственной вредности: как наносить светящиеся составы, соблюдая при этом правила техники безопасности; куда девать отходы; как хранить большие партии таких часов. Это привело к тому, что в 1958 году в СССР был прекращен выпуск часов с радиоактивной светомассой .

Современным светящимся ёлочным игрушкам пожары не страшны, ведь эффект послесвечения в том и состоит, что для его поддержания не требуется никаких дополнительных источников света.

Ёлочная игрушка, покрытая светящимся порошком (например, ТАТ33 ), накапливает свет от любого его источника (дневной свет, лампы накаливания и др.) и возвращает эту накопленную энергию, как только внешний источник прекращает свое действие.

Другими словами, как только в комнате выключается свет, игрушки на новогодней ёлке начинают светиться сами по себе. И вам не нужно пользоваться электроприборами для получения этого эффекта – всё работает без дополнительных источников.

Люминофор ТАТ 33 заряжается от любого источника света - солнце, ультрафиолет, обычная лампочка, дневное освещение, фонарик и т.д. и затем светится автономно в темноте (ультрафиолетовая лампа НЕ требуется , свечение полностью автономное).

Читайте также: