Светящаяся краска (или люминесцентная краска ) — это краска , которая излучает видимый свет посредством флуоресценции , фосфоресценции или радиолюминесценции .
Флуоресцентные краски «светятся» при воздействии коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения. Эти длины волн УФ-излучения присутствуют в солнечном свете и многих искусственных источниках света, но для того, чтобы увидеть краску, требуется специальный черный свет , поэтому такие светящиеся краски называются «эффектами черного света». Флуоресцентная краска доступна в широком диапазоне цветов и используется в театральном освещении и эффектах, плакатах и в качестве развлечения для детей.
Флуоресцентные химикаты в флуоресцентной краске поглощают невидимое УФ-излучение, а затем излучают энергию в виде более длинноволнового видимого света определенного цвета. Человеческие глаза воспринимают этот свет как необычное «свечение» флуоресценции. Окрашенная поверхность также отражает любой обычный видимый свет, падающий на нее, что имеет тенденцию размывать тусклое флуоресцентное свечение. Поэтому для просмотра флуоресцентной краски требуется длинноволновый УФ-свет, который не излучает много видимого света. Это называется черным светом . Он имеет темно-синий фильтрующий материал на колбе, который пропускает невидимое УФ-излучение, но блокирует видимый свет, излучаемый колбой, пропуская только немного фиолетового света. Флуоресцентные краски лучше всего просматривать в затемненной комнате.
Флуоресцентные краски производятся как «видимого», так и «невидимого» типов. Видимая флуоресцентная краска также имеет обычные видимые световые пигменты, поэтому при белом свете она выглядит определенного цвета, а при черном свете цвет просто усиливается. Невидимые флуоресцентные краски кажутся прозрачными или бледными при дневном освещении, но будут светиться под ультрафиолетовым светом. Поскольку узоры, нарисованные этим типом, невидимы при обычном видимом свете, их можно использовать для создания множества интересных эффектов.
Оба типа флуоресцентной живописи выигрывают при использовании в контрастной обстановке чистых матово-черных фонов и границ. Такой эффект "затемнения" минимизирует остальную осведомленность, тем самым культивируя своеобразное свечение УФ-флуоресценции. Оба типа красок широко применяются там, где желательны художественные световые эффекты, особенно в развлечениях "черного ящика" и средах, таких как театры, бары, святыни и т. д. Эффективная мощность, необходимая для освещения больших пустых пространств, увеличивается, поскольку узкополосный свет, такой как длины волн УФ, быстро рассеивается на открытом воздухе.
Фосфоресцентную краску обычно называют «светящейся в темноте» краской. Она изготавливается из фосфоров, таких как активированный серебром сульфид цинка или легированный алюминат стронция , и обычно светится бледно-зеленым или зеленовато-голубым цветом. Механизм получения света аналогичен механизму флуоресцентной краски, но излучение видимого света сохраняется еще долгое время после воздействия света. Фосфоресцентные краски имеют устойчивое свечение, которое длится до 12 часов после воздействия света, со временем исчезая.
Этот тип краски использовался для обозначения путей эвакуации в самолетах и для декоративных целей, таких как «звезды», нанесенные на стены и потолки. Это альтернатива радиолюминесцентной краске. Lightning Bug Glo-Juice от Kenner был популярным нетоксичным красящим продуктом в 1968 году, продаваемым для детей, наряду с другими светящимися в темноте игрушками и новинками. Фосфоресцентная краска обычно используется в качестве краски для тела, на стенах в детских комнатах и на открытом воздухе.
При нанесении в виде краски или более сложного покрытия (например, покрытия с термическим барьером ) фосфоресценция может использоваться для определения температуры или измерения деградации, известного как фосфорная термометрия .
Радиолюминесцентная краска — это самосветящаяся краска, которая состоит из небольшого количества радиоактивного изотопа ( радионуклида ), смешанного с радиолюминесцентным фосфорным химикатом. Радиоизотоп непрерывно распадается, испуская частицы излучения, которые ударяют молекулы фосфора, возбуждая их к излучению видимого света. Выбранные изотопы обычно являются сильными излучателями бета-излучения , предпочтительными, поскольку это излучение не проникает внутрь корпуса. Радиолюминесцентные краски будут светиться без воздействия света до тех пор, пока радиоактивный изотоп не распадется (или фосфор не деградирует), что может занять много лет.
Из-за проблем безопасности и более жесткого регулирования, потребительские товары, такие как часы и наручные часы, теперь все чаще используют фосфоресцирующие, а не радиолюминесцентные вещества. Ранее радиолюминесцентные краски широко использовались на циферблатах часов и известны часовщикам как «clunk». [1] Радиолюминесцентная краска все еще может быть предпочтительнее в специальных приложениях, таких как часы для дайвинга . [2]
Радиолюминесцентная краска была изобретена в 1908 году Сабином Арнольдом фон Зохоцки [3] [ проверка не пройдена – см. обсуждение ] и изначально включала радий -226. Радиевая краска широко использовалась в течение 40 лет на циферблатах часов, компасов и авиационных приборов, чтобы их можно было считывать в темноте. Радий представляет собой радиологическую опасность , испуская гамма-лучи , которые могут проникать через стеклянный циферблат часов и в ткани человека. В 1920-х и 1930-х годах вредное воздействие этой краски становилось все более очевидным. Известный случай был связан с « девушками-радиями », группой женщин, которые раскрашивали циферблаты часов и позже страдали от неблагоприятных последствий для здоровья от приема внутрь, во многих случаях приводивших к смерти. В 1928 году сам доктор фон Зохоцки умер от апластической анемии в результате воздействия радиации. [3] Тысячи старых радиевых циферблатов по-прежнему находятся в собственности населения, а краска по-прежнему может быть опасной при попадании внутрь организма в достаточных количествах, поэтому она запрещена во многих странах.
В радиевой краске использовался цинковый сульфидный фосфор, обычно следовой металл , легированный активатором , таким как медь (для зеленого света), серебро (сине-зеленый) и реже медь-магний (для желто-оранжевого света). Люминофор относительно быстро деградирует, и циферблаты теряют светимость в течение нескольких лет или десятилетий; поэтому часы и другие устройства, доступные в антикварных магазинах и других источниках, больше не светятся. Однако из-за длительного периода полураспада изотопа Ra-226 в 1600 лет они все еще радиоактивны и могут быть идентифицированы с помощью счетчика Гейгера .
Циферблаты можно обновить, нанеся очень тонкий слой свежего люминофора, не содержащего радия (при этом исходный материал по-прежнему будет выступать в качестве источника энергии); слой люминофора должен быть тонким из-за самопоглощения света в материале.
Во второй половине 20 века радий постепенно заменяли прометием -147. Прометий является лишь относительно низкоэнергетическим бета-излучателем, который, в отличие от альфа-излучателей, не разрушает решетку фосфора, и светимость материала не ухудшается так быстро. Краски на основе прометия значительно безопаснее радиевых, но период полураспада 147 Pm составляет всего 2,62 года, поэтому он не подходит для долгосрочных применений.
Краска на основе прометия использовалась для подсветки электрических переключателей лунного модуля «Аполлон» , люка командно-сервисного модуля «Аполлон» и ручек выхода в открытый космос, а также панелей управления лунного транспортного средства . [4] [5]
Последнее поколение радиолюминесцентных материалов основано на тритии , радиоактивном изотопе водорода с периодом полураспада 12,32 года, который испускает очень низкоэнергетическое бета-излучение. Устройства по конструкции похожи на люминесцентную трубку , поскольку они состоят из герметично закрытой (обычно из боросиликатного стекла) трубки, покрытой изнутри люминофором и заполненной тритием. Они известны под многими названиями – например, газообразный тритиевый источник света (GTLS), traser, betalight.
Источники света на основе трития чаще всего используются в качестве «постоянного» освещения стрелок наручных часов, предназначенных для дайвинга, ночного или тактического использования. Кроме того, они используются в светящихся брелоках- новинках , в самосветящихся знаках выхода и ранее в рыболовных приманках. Они пользуются популярностью у военных в тех случаях, когда источник питания может быть недоступен, например, для циферблатов приборов в самолетах, компасов , фонарей для чтения карт и прицелов для оружия.
Тритиевые лампы также можно найти в некоторых старых дисковых телефонах, хотя из-за своего возраста они уже не производят полезного количества света.