Radiumfarbe, Leuchtfarbe

DG0MG · 08. August 2019, 18:00

Da diesen Thread irgendwann sicher auch besorgte Mütter finden werden, muss man erstmal ganz kategorisch unterscheiden:

Es gibt Leuchtfarbe und Nachleuchtfarbe (Aber nicht: Nachtleuchtfarbe).

Nachleuchtfarbe

.. neudeutsch auch "glow-in-the-dark" genannt, ist nicht radioaktiv!
Man kann grob sagen, darunter zählt alles das, was man erst mit einer Lichtquelle (Tageslicht, Taschenlampe) "aufladen" muss, damit es eine gewisse Zeit leuchtet. Das Leuchten wird nach einiger Zeit wieder schwächer - der Vorgang heisst Phosphoreszenz. Beispiele dafür sind Notausgangsschilder in öffentlichen Gebäuden, die Ziffern und Zeiger vieler (nicht aller!) aktueller Analoguhren, Markierungen an Treppenstufen, Orientierungslinien an Bunkerwänden, Leuchtangelköder oder Schmuck- und Dekorationsgegenstände. Es gibt sogar 'Glow-in-the-Dark'-Fenstermalfarbe für Kinder. Die verantwortlichen Stoffe sind Metallsalze: Zink-, Calcium-, Barium-, Strontiumverbindungen.

z.B.

ZnS:Cu+ Zinksulfid mit 0,0005% Kupfer-Aktivierung
ZnS:Cu+,Co2+ durch die weitere Zugabe von Cobalt verlängert sich die Leuchtdauer, dafür ist die Initialhelligkeit geringer
SrAl₂O₄:Eu2+,Dy3+ Strontiumaluminat mit Europium und Dysprosium-Aktivierung, ~10mal längere Leuchtdauer, aber auch ~10mal höherer Preis ggü. ZnS

Leuchtfarbe

.. ist dann alles das, was "von allein" leuchtet - früher meist Radiumfarbe und deshalb radioaktiv. Dazu gehören ältere Uhrenzeiger und -zifferblätter, militärische Instrumentenskalen oder -schalter (oft in Panzern und Flugzeugen), die Nachtvisierpunkte von Waffen. Ob die Messkreuzbeleuchtung in Militärferngläsern auch dazugehört, müsste man diskutieren. Bei Radiumfarbe ist auf jeden Fall äußerste Vorsicht walten zu lassen, insbesondere eine Verschleppung durch die Hände auf Speisen oder Aufnahme in die Atemwege über Staub ist unbedingt zu vermeiden!
Bei älteren Weckern ist das deutlich zu sehen: Die Farbe, mit der die Ziffern ausgemalt sind, wird mit den Jahren bröselig und blättert ab. Solche Zeiger, Zifferblätter oder Instrumentenskalen (bekanntermaßen durchaus Sammelobjekte) gehören mindestens in eine Zip-Tüte und sind aus dieser auch nicht mehr herauszunehmen. Die Farben bestehen aus einem Radiumsalz, das mit einer floureszierenden Substanz vermischt ist.
Heutzutage gibt es "Betalights", kleine Glasröhrchen, die mit dem Beta-Strahler Tritium gefüllt sind, verwendet in Uhren oder "immerleuchtenden" Schlüsselanhängern. Diese sind auch radioaktiv, das Gefährdungspotential ist aber eher gering.

[1] https://www.seilnacht.com/Lexikon/88Radium.htm

DG0MG · 13. August 2019, 13:22

Der Grund, diesen Thread anzufangen, war eigentlich dieser Artikel:

http://www.unter-berlin.de/presse.110.0.html

"Wir treten durch die Stahltür, dahinter gibt es kein Licht. Taschenlampen flackern auf. Im schwachen Schein zieht die Gruppe weiter in ein labyrinthartiges Gewirr von Gängen. Niko Rollmann richtet seine Lampe auf eine Stelle an der Wand und schaltet sie dann aus. In der Dunkelheit ist ein phosphoreszierendes Glimmen zu sehen. Es sind Reste der schwach radioaktiven Leuchtfarbe, die noch aus dem Zweiten Weltkrieg stammt, aus der Zeit, als das Gewölbe als Luftschutzkeller diente.

Mirko Heinemann / Das Berlin Buch 2007 (zitty)"

Ich bin ziemlich sicher, dass diese Farbe NICHT radioaktiv ist, es sich also um Nachleuchtfarbe handelt. Ein Bunkerfreund hat an anderer Stelle in Berlin, wo ebenfalls eine mehrere Quadratmeter große leuchtende Wand in einem Bunkerzugang ist, mal gemessen und konnte auch nichts feststellen.

Es geht ja eigentlich nur um das eine Wort "radioaktiv", aber ich hoffe nicht, dass das in Berlin bei Unterwelten-Führungen so erzählt wird. Solche Kleinigkeiten bleiben bei den Besuchern leicht "hängen" und schwups ist alles nachleuchtende dann auch radioaktiv.

DG0MG · 05. September 2019, 17:58

Wenn man bei Laien das Thema Radiumfarbe anschneidet, dann ist erstaunlicherweise die Kenntnis um die Geschichte der "Radium-Girls", recht weit verbreitet. In den 20er Jahren wurden die Ziffern in Skalen von Frauen ausgemalt, die zum Anspitzen des Pinsels diesen mit der Zunge benetzten. Das führte zu schweren Erkrankungen und Tumoren.

Ein Markennamen für Radium-Farbe, die in Uhren und Instrumentenskalen verwendet wurde, war

"Undark", ein Produkt der "US Radium Corporation", ein anderer "Radiomir".

Der Spiegel hat den "Radium-Girls" einen umfangreichen Artikel samt Fotostrecke gewidmet:

Offenbar wurden damals weitere, aus heutiger Sicht noch viel schlimmere Untaten begangen: Die Zähne oder gar den ganzen Körper mit Radiumfarbe zu bemalen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Radium_Girls

DG0MG · 21. Dezember 2019, 18:24

Das Schweizer Bundesamt für Gesundheit BAG Abteilung Strahlenschutz hat den "Aktionsplan Radium 2015-2022" verlängert.

Es geht um die Überprüfung und bei Bedarf um die Sanierung von Orten (Wohnungen, Häuser, Gewerbeobjekte, Gärten), in denen früher vorwiegend in Heimarbeit für die Uhrenindustrie mit Radiumfarbe gearbeitet wurde:

https://www.bag.admin.ch/dam/bag/de/dokumente/str/srr/radium/altlasten/indicateurs_dec19.pdf.download.pdf/INDICATEURS-D-Dez19.pdf

Eine Sanierung einer Wohnung wird dem Dokument nach angestrebt, wenn die Belastung der Bewohner 1 mSv/a überschreitet. Das ist m.E. relativ wenig - also ein sehr niedriger Grenzwert. Es wird also vermutlich relativ häufig zu einer Sanierung kommen, wenn eine Belastung erkannt wurde.

DG0MG · 10. Februar 2020, 15:41

In [1] ist die Herstellung eines Prüfstrahlers aus damals noch erhältlicher Radiumfarbe beschrieben:

"Eine andere Möglichkeit bieten die sogenannten radioaktiven Leuchtfarben, die von verschiedenen Firmen geliefert werden (s. Anhang, Herstellerverzeichnis). Diese Stoffe, bestehen aus einer fluoreszierenden Substanz, der winzig kleine Mengen eines radioaktiven Materials beigemischt sind und die auch in Spinthariskopen usw. Anwendung finden. Die Leuchtfarben kommen in verschiedenen "Leuchtstufen" in den Handel, die ein Maß für die Helligkeit und damit für die Größe des Anteils der radioaktiven Substanz je Gewichtseinheit Leuchtstoff darstellen (siehe S. 175). Die Leuchtstoff-Hersteller geben diesen Anteil an und das ist für uns wichtig.
Beispielsweise liefert die Firma Wickmann, Hamburg, einen Leuchtstoff mit Leuchtstufe 10, der je Gramm eine Menge von 0,025 Milligramm Radiumbromid enthält. Diese Angabe gibt uns sofort annähernd genaue Aufschlüsse über die Daten des Präparates.
Nach S. 148 entspricht der Strahlung von 1 Gramm Radium eine Aktivität von 1 Curie, so daß 1 Gramm des oben erwähnten Leuchtstoffes bei einem Radiumgehalt von 0,025 Milligramm eine Aktivität von 0,000025 Curie bzw. 25 Mikrocurie aufweisen muß. Natürlich sind bei dieser einfachen Rechnung Absorptionsverluste, die in dem Leuchtstoff selbst auftreten, Ungenauigkeiten in der Mischung usw. nicht berücksichtigt, was aber für unsere Zwecke weiter keine Rolle spielt. Solch ein Präparat kann daher sofort als Eichpräparat verwendet werden, und es genügt, wenn man sich davon nur 0,5 Gramm beschafft (diese Menge kostet bereits DM 3.-)' aber man hat dann ein wirkliches Radiumpräparat mit hinreichend genauen Daten bei einer Halbwertszeit von 1600 Jahren, was für jeden Leser genügen dürfte."

Überlegen wir selbst weiter:

Wenn 1 Gramm der Radiumfarbe 25 µCi haben soll, dann hat das empfohlene halbe Gramm 12,5 µCi Aktivität, das sind 462,5 kBq.
Das ergäbe in 1 cm Entfernung mehr als 1 mSv/h, in realistischen 10 cm Entfernung immer noch 10,4 µSv/h, in 20 cm Entfernung 2,6 µSv/h.

Ich glaube, ein Zeiger aus einem alten Wecker tut es auch

[1] Heinz Richter: "Atomstrahlen - Geigerzähler", Stuttgart, 1958

fernaufklärer · 08. Juni 2020, 21:51

ich hatte damals als Pipel eine Junghans- Armbanduhr mit Leuchtzifferblatt. Ich mochte das DIng sehr.
Bei Tageslicht sah der Leuchtstoff schmutzig-graugrün aus.
Beim "dichten" Betrachten der Ziffern unter der Bettdecke (da waren die Augen noch scharf!) war ein deutliches Flimmern/Flackern zu beobachten, was die Korpuskulareinschläge der Strahlenquelle auf die Leuchtkristalle darstellen dürfte (Szintillationen). Ich denke, auf diese Weise lassen sich Leucht- und Nachleuchtfarben auch ohne GZ unterscheiden.

FA

P.S. das NVA- EDF 7X40 hatte zu DDR- Zeiten ein Tritium- LEuchtelement als Strichplattenbeleuchtung drin, das mithilfe eines Abblend- Hebels "gedimmt" werden konnte.

Die Panzerfaust https://de.wikipedia.org/wiki/M72_(Waffe) hat einen Promethium 147- Strahler als NAchtvisier

NoLi · 09. Juni 2020, 10:50

Zitat von: fernaufklärer am 08. Juni 2020, 21:51
Beim "dichten" Betrachten der Ziffern unter der Bettdecke (da waren die Augen noch scharf!) war ein deutliches Flimmern/Flackern zu beobachten, was die Korpuskulareinschläge der Strahlenquelle auf die Leuchtkristalle darstellen dürfte (Szintillationen). Ich denke, auf diese Weise lassen sich Leucht- und Nachleuchtfarben auch ohne GZ unterscheiden.

Solange unter der Bettdecke nur die Augen unscharf werden...

Leider ist die Unterscheidung, ob radioaktiv oder nicht, nicht ganz so einfach durch Flimmerbeobachtung möglich. Nicht radioaktive Leuchtfarben werden durch Lichtphotonen "angeregt", d.h. Elektronen auf eine höhere Umlaufbahn gehoben, welchen dann beim "herabfallen" auf ihre ursprüngliche Bahn die gespeicherte Anhebungsenergie in Form eines Fluoreszenzlichtblitzchens wieder abgeben. Dieser Vorgang des herabfallens kann in einem kurzen Zeitrahmen erfolgen, kann sich aber auch über mehrere Stunden hinziehen (Prinzip bei den meisten Uhrenleuchtfarben, hängt mit den Farbstoffkompositionen zusammen, z.B. bei "Superluminova"). Daher "flimmern" in Dunkelheit auch nicht radioaktive Leuchtfarben in der Regel über einige Stunden, allerdings mit immer schwächer werdender Intensität, bis gegen Null Intensität.
Radioaktive Leuchtfarben dagegen behalten auf Grund der Isotopenanregung auch ohne Licht über lange Zeit (Zeitraum u.a. bedingt durch die Halbwertszeit des Nuklides) eine bestimmte Grundhelligkeit, es sei denn, die Radioaktivität ist so hoch, dass die Leuchtkristalle bzw. deren stoffliche Verbindungen durch die Bestrahlungsdosis im Laufe der Jahre zerstört werden (dies ist häufig bei militärischen radiumhaltigen Produkten der Fall, weil für deren Einsatzzwecke eine höhere Leuchtdichte als üblich gefordert war und deswegen deutlich mehr Radium verwendet wurde).

Um nun zu prüfen, ob das Objekt der Begierde radioaktive Leuchtfarbe enthält, den Gegenstand ein paar Tage in absoluter Dunkelheit halten, in absoluter Dunkelheit entnehmen und "unter der Bettdecke" nach Adaption der Augen an die Dunkelheit beobachten, ob noch was leuchtet.

Alphastrahlende Leuchtfarben emittieren einzelne "starke" Lichtblitze, betastrahlende Leuchtfarben zeigen dagegen meistens ein "weicheres" Flimmern mit nicht so hellen einzelnen Lichtblitzen.

Gruß
Norbert

fernaufklärer · 09. Juni 2020, 20:54

Danke für die Einordnungen NoLi.
Ein "Bandenmodell"- Flimmern ist mir weder bei ZnS noch beim erheblich besseren Strontiumaluminat aufgefallen.
Nur der exponentiale Intensitätsabfall.
Wohl ein Grund, das mal mit Hilfsmitteln zu testen.
DIe "Junghans"- Blitze waren deutlich.

Es werde Licht, FA

DG0MG · 14. Juni 2020, 21:54

Die Firma NCC hatte einen DDR-Kompass im Hausmüll gefunden, dessen Leuchtfarbe den Strahlungsdetektor an der Deponie hat ansprechen lassen. Ich hab mir mal einen solchen "Marschkompass F58" aus dem VEB Freiberger Präzisionsmechanik beschafft.

Die Leuchtfarbe zeigt keinerlei Leuchten mehr, der Leuchstoff ist verbraucht. Auch ein NACHleuchten nach Anleuchten mit UV-Licht hält nur wenige Sekunden an. Das in der Farbe enthaltene Radium strahlt aber weiter und so lassen sich mit direkt aufgesetzten Messgerät (AUTOMESS 6150 AD6/E) an der Oberseite bei geschlossenem Deckel 10 µSv/h und bei geöffnetem Deckel ~13 µSv/h messen. Der Radiascan 701A zeigt 15 µSv/h. Nimmt man den Gamma-Filter ab, "brummt" es durch die zusätzliche Beta-Strahlung richtig und die Anzeige steigt auf 64 "µSv/h" (die natürlich keine echte Dosisleistung sind).

Es wurden dann später noch die ähnlichen Modelle F65, F70, F73 produziert, die dürften keine Radium-Leuchtfarbe enthalten.

DL3HRT · 15. Juni 2020, 07:30

Das ist schon eine beträchtliche Dosisleistung. Bei Militärinstrumenten galt wohl oft das Motto "Viel hilft viel!".

Es gibt eine sehr interessante Untersuchung, die sich mit der Gesundheitsgefährdung durch Radiumfarben beschäftigt. Sie untersucht die Problemstellung am Beispiel der Instrumentenmarkierungen in Radaranlagen. Die Erkenntnisse sind jedoch auf Radiumfarben generell zu übertragen.

Hier kann das Dokument heruntergeladen werden: Unterschätzte Gesundheitsgefahren durch Radioaktivität am Beispiel der Radarsoldaten

NoLi · 15. Juni 2020, 16:20

Im Militärischen wurden/werden höhere Leuchtdichten als im Zivilen gefordert, was sich nur mit einem höheren Radionuklidanteil realisieren lässt. Bei Radium zerstörte dieser erhöhte Anteil aber schneller die Leuchtkristalle, was aber kaum was ausmachte, da man eh von einer Nutzungsdauer von 10 Jahren bis 15 Jahren ausging.
Ferner gab bzw. gibt es (zumindest bei der Bundeswehr) Materialerhaltungstrupps, welche bei turnusmäßig vorgeschriebenen Inspektionen Geräte mit erschlafften oder abgeplatzten Leuchtfarben entweder vor Ort oder in Werkstätten durch abkratzen (!!) und Neuauftragung aus Vorratsfläschchen zu neuer Leuchtkraft verhalfen.

Gruß
Norbert

DL3HRT · 15. Juni 2020, 18:59

Ich habe vorhin mit dem FH40F2 an einer Flugzeuguhr gemessen.

Gerät auf die Scheibe aufgesetzt: 22 µSv/h
Messung in 10 cm Abstand: 1,92 µSv/h

Das ist zwar Welten von dem entfernt, was in dem verlinkten Dokument angegeben wird. Dennoch kommt im Laufe der Zeit eine ordentliche Dosis zusammen, wenn mehrere solcher Instrumente im Cockpit verbaut sind. Die Leuchtfarbe ist natürlich schon tot. Sie lässt sich selbst mit UV-Licht kaum noch anregen. Die dicke Glasscheibe schirmt den größten Teil der Betastrahlung ab. Die wäre sonst sicher beträchtlich.

NoLi · 16. Juni 2020, 09:55

Zur Abschätzung der Radiumaktivität - ohne Folgeprodukte - kann man folgende Beziehung benutzen (gültig für Armbanduhren und Wecker):

Gamma-Dosisleistung 1 µSv/h ~ 2 kBq Ra-226

Der Wert stammt aus schweizerischen und deutschen Untersuchungsberichten in den 1950er und 1960er Jahren, als diese radiumhaltigen Leuchtfarben durch Farben mit ohne außen messbarer Dosisleistung (wie letztendlich H-3 und Pm-147) ersetzt werden sollten, sowie die erste bundesdeutsche Strahlenschutzverordnung deren Einsatz (Ra-226) nur noch für Spezialuhren legitimierte.

Am Rande: ein Griff ins Klo war der zwischen 1958 und ca. 1962 erfolgte teilweise Einsatz von Sr-90 als Radiumersatz als Anregungsnuklid durch die schweizer und französische Uhrenindustrie; die notwendige Aktivität war z.T. so hoch, dass wegen der Beta-Strahlung durch das Deckglas und der Bremsstrahlung durch den Gehäusedeckel recht hohe lokale Dosisbelastungen des Trägers auftraten (die Ro..x GMT-Master von 1960/1961 wurde von der US-Atomaufsicht vom Markt genommen; Betadosis am Deckglas ~ 500 mSv/Tag, am rückwärtigen Gehäusedeckel durch Bremsstrahlung ~ 5 mSv/Tag). Richtig: Milli, nicht Mikro!
Sr-90 ist bei Inkorporation als "Knochenkiller" verrufen...

Gruß
Norbert

SAL-87 · 17. Juni 2020, 15:49

ZitatDie Firma NCC hatte einen DDR-Kompass im Hausmüll gefunden, dessen Leuchtfarbe den Strahlungsdetektor an der Deponie hat ansprechen lassen. Ich hab mir mal einen solchen "Marschkompass F58" aus dem VEB Freiberger Präzisionsmechanik beschafft.

Die Leuchtfarbe zeigt keinerlei Leuchten mehr, der Leuchstoff ist verbraucht. Auch ein NACHleuchten nach Anleuchten mit UV-Licht hält nur wenige Sekunden an. Das in der Farbe enthaltene Radium strahlt aber weiter und so lassen sich mit direkt aufgesetzten Messgerät (AUTOMESS 6150 AD6/E) an der Oberseite bei geschlossenem Deckel 10 µSv/h und bei geöffnetem Deckel ~13 µSv/h messen. Der Radiascan 701A zeigt 15 µSv/h. Nimmt man den Gamma-Filter ab, "brummt" es durch die zusätzliche Beta-Strahlung richtig und die Anzeige steigt auf 64 "µSv/h" (die natürlich keine echte Dosisleistung sind).

Es wurden dann später noch die ähnlichen Modelle F65, F70, F73 produziert, die dürften keine Radium-Leuchtfarbe enthalten.

Von dem F58 Kompass habe ich auch zwei Stück. Ein mal die Variante mit dem Deckel aus Bakelit und ein mal die gleiche Variante wie du.
Gegen dein Exemplar ist meines mit dem Bakelit Deckel jedoch ziemlich schwach auf der Brust.
Die Tage muss ich mal den anderen suchen.

SAL-87 · 18. Juni 2020, 16:34

Das Exemplar mit dem Deckel aus Metall hat eine deutlich höhere Aktivität.
Beim zweiten Foto wurde die Sonde direkt auf das mit Leuchtfarbe bestrichene Korn gerichtet. Auf die Skala gerichtet, um es mit dem Bild aus dem vorherigen Post vergleichen zu können, ergeben sich Werte zwischen 130 und 150 Impulsen pro Sekunde.