Leuchtfarbe
Leuchtfarbe
Um eine Uhr auch bei völliger Dunkelheit ablesen zu können, wurden Leuchtfarben bei der Herstellung von Zifferblättern und Zeigern verwendet. Einige Leuchtfarben enthalten radioaktive Substanzen. Nach gültiger Norm hergestellte Zifferblätter und Belegungen können bei bestimmungsgemäßen Gebrauch als ungefährlich eingestuft werden. Zifferblätter werden heute entsprechend den verwendeten Leuchtstoffen gekennzeichnet.
Beispiele:
- T bzw. T25 = Tritium
- 147 Pm = Promethium
- Ra = Radium
Die Elemente Promethium und insbesondere Radium (Halbwertzeit 1622 Jahre) gelten als gefährlich und werden nur noch für Spezialzwecke verwendet. Vor allem Militäruhren und Instrumente, die vor 1965 hergestellt wurden, sind oft mit erheblichen Mengen von Radium, teilweise sogar mit Strontium belegt. Von derartigen Sammelobjekten geht eine nicht zu unterschätzende radioaktive Strahlung aus und deshalb sollten diese nicht geöffnet werden. Bis etwa 1950 wurde für Leuchtfarben hauptsächlich Radium 226 verwendet. Radium 228 (Mesothorium 1) und Radiothorium (Thorium 228) fanden seltener Verwendung. Die a-Teilchen dieser Stoffe bewirken die Lumineszenzanregung, die von den Zerfallsprodukten ausgesandten b-Strahlen dringen aber durch das Uhrglas nach außen. Ab 1950 wurde aber auch Strontium 90 / Yttrium 90 - das radioaktive Isotop Strontium 90 zerfällt unter Abgabe von Beta-Strahlung in Yttrium 90 - benutzt, dessen harte b-Strahlen Handgelenkschäden verursachte und daher zum Verbot der Anwendung von Strontium 90 für Leuchtzifferblätter führte.
Geschichte der Leuchtfarben
Während des Ersten Weltkrieges entstanden bei den Kriegsherren Begehrlichkeit nach Uhren, die auch Nachts ohne elektrische oder mechanische Eingriffe die Zeit signalisieren konnten. Die Schweizer Uhrenindustrie reagierte auf diese Nachfrage mit der Entwicklung eines leuchtenden Farbstoffes durch Beimischung von natürlichen radioaktiven Substanzen zu Zinksulfidkristallen. Lieferanten damals waren u.a. Météore S.A., Radium L. Monnier & Co. La Chaux-de-Fonds, und Genf, und Matieres Lumineuses S.A. Bienne "Malusa". Zu jener Zeit kannte man die Risiken der Radioaktivität noch nicht. Doch schon 1928 stellte die «International Commission on Radiological Protection» Empfehlungen auf, die den nationalen Vorschriften bis heute als Grundlage dienen.
Zu den ersten Versuchen der Menscheit, die nukleare Energie nutzbar zu machen, zählte die Entwicklung der Atombombe. Deren vernichtende Wirkung brachte auch jegliche Nutzung der Radioaktivität in Verruf.
Die Schweizer Uhrenindustrie reagierte auf diese Verwirrungen durch die Aufstellung einer gültigen Norm, die Träger einer solchen Uhr keinerlei Gefahren aussetzt.
Tritium
Tritium (von griechisch τρίτος, trítos „der Dritte“) ist neben Protium und Deuterium ein natürliches Isotop des Wasserstoffs. Tritium wird aufgrund seiner Masse auch als „Überschwerer“ oder als „Superschwerer Wasserstoff“ bezeichnet. Sein Atomkern wird auch Triton genannt. Tritium wird dann auch in selbstleuchtenden Leuchtstoffen z. B. auf Uhrenzifferblättern und -zeigern verwendet. Bei der Herstellung und Lagerung von größeren Mengen bestehen wegen der Radioaktivität allerdings gesundheitliche Risiken. Daher wird es durch phosphoreszierende Leuchtmittel, wie z. B. (Super)luminova ersetzt. Die von Tritium ausgehenden chemischen Gefahren sind zwar mit denen von Wasserstoff identisch, aber vergleichsweise zu vernachlässigen gegenüber den radioaktiven Gefahren als gasförmiger Betastrahler, die auch völlig andere Handhabungsvorschriften erfordern. Die Kennzeichnung für Wasserstoff gemäß Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG würde hier eher verharmlosend wirken und wurde deshalb weggelassen. Tritium ist nicht stark radiotoxisch, kann jedoch in Form von Wasser im Körper gespeichert und umgesetzt werden. Eine französisch-belgische Studie von 2008 kommt zum Schluss, dass seine radiologischen Wirkungen bisher unterschätzt wurden: Es kann sich z.B. in die DNA (Erbsubstanz) einlagern, was vor allem bei einer Schwangerschaft problematisch sein kann. In Tritiumgaslichtquellen (langlebige Leuchtmittel) wird gasförmiges Tritium zusammen mit einem Leuchtstoff in versiegelten Borsilikatglasröhrchen verwendet. Die Betastrahlung des Tritiums regt die Leuchtstoff-Beschichtung innen auf dem Glasröhrchen zu einem schwachen Leuchten (Fluoreszenz) an. Diese »kalten Leuchten« haben eine theoretische Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten, sind in verschiedenen Farben zu erhalten und auch unter der Bezeichnung Traser bekannt, siehe Trigalight
Luminova
Luminova wurde von der japanischen Firma Nemoto & Co Ltd. entwickelt, und in der Schweiz von der LumiNova AG in Teufen in Lizenz produziert.
Im Gegensatz zu älteren Leuchtfarben enthält Luminova keinerlei radioaktive Stoffe.
Es handelt sich um Nachleuchtpigmente, die nach Lichteinwirkung nachleuchten. Die Luminova-Pigmente sind anorganische, phosphoreszierende Pigmente, bei denen durch Anregung mit Kunst- bzw. Tageslicht die Elektronen in den Anregungszentren (bestehend aus Fremdatomen die in die Kristalle des Luminova eingebracht sind) auf ein höheres Energieniveau gehoben werden. Je nach Dauer der Lichteinwirkung verlängert sich auch die Leuchtdauer. Begrenzt wird die Lichtausbeute jedoch durch begrenzte Aufladung. Nach dieser Speicherphase beginnen die Elektronen in ihren Grundzustand zu verfallen und geben dabei Energie in Form von sichtbarem Licht ab. Die Lichtausbeute nimmt hyperbelförmig ab. Die Pigmente basieren laut Hersteller auf Strontiumaluminat (SrAl2O4). Das Kristallgitter ist mit Europium dotiert, welches als Aktivator für die optische Wirkung dient. Weitere seltene Schwermetalle werden als Co-Aktivatoren verwendet. Da nach einem Lade-Entlade-Zyklus keine chemische Veränderung stattgefunden hat, behalten die Pigmente ihre Nachleuchteigenschaft theoretisch auf unbegrenzte Zeit. Im Gegensatz zu dem ebenfalls in leuchtender Farbe eingesetzten Tritium enthält Strontiumaluminat keinerlei radioaktive Stoffe. Da die Pigmente aus einer Erdalkali-Aluminat-Basis bestehen, zeigt sich ein alkalisches Verhalten im Kontakt mit Wasser. Ansonsten ist der Umgang unter Beachtung der gängigen Sicherheits- und Hygienevorschriften als unbedenklich einzustufen.
Superluminova C3
Das Superluminova ist eine Weiterentwicklung des Luminova und bietet eine erhöhte Leuchtkraft speziell für die Uhrenindustrie angeboten. LumiNova-Pigmente sind in den Leuchtfarben Gelbgrün, Blaugrün und Blauviolett erhältlich.
Trigalight
trigalight® oder mb-microtec illumination ist ein Leuchtsystem des Schweizer Unternehmens mb-microtec ag. Die Leuchtkraft dieser Lichtquelle hält nach Angaben des Herstellers garantiert zehn Jahre an. Diese Leuchtfarbe basiert auf Radiolumineszenz. trigalight® für Uhren sind winzige, luftdicht verschlossene Glasröhrchen, die auf der Innenseite mit einem Leuchtstoff beschichtet sind. Sie enthalten eine geringe Menge gasförmiges Tritium. Die vom Tritiumgas emittierten Elektronen aktivieren den Leuchtstoff permanent. Mit Hilfe eines von mb-microtec speziell für diesen Zweck entwickelten Präzisionslasers werden die Glasröhrchen abgeschmolzen und luftdicht versiegelt. Das gasförmige Tritium ist nun in einem winzigen Hohlkörperchen aus Mineralglas vakuumdicht eingeschlossen. Es kann kein Tritiumgas mehr entweichen.
Die mb-microtec ag hat diese patentierte Lasertechnologie kontinuierlich weiterentwickelt und ist heute in der Lage, kapillare Glasgefässe von lediglich 0,5 mm Durchmesser in höchster Qualität zu produzieren – das kleinste trigalight® ist 1,2 mm lang.
Farbversionen von trigalight
Die mb-microtec ag produziert Trigalight in mehreren Farben. Sie sind in den Farben grün, orange, gelb und eisblau erhältlich, seit 2009 auch in Rot und Rosa. In der Regel wird grüner Leuchtstoff bevorzugt, weil das menschliche Auge in diesem Wellenlängenbereich die höchste Empfindlichkeit aufweist, aber auch orange Lichtquellen stehen als für das Auge gut erkennbare Markierungen zur Verfügung. Für Taucher-Uhren hingegen eignen sich Lichtquellen am besten, die ein blaues Licht abgeben. Auf der BASELWORLD 2009 wurde trigalight mit dem MB-MICROTEC H3 traser® Chronograph Lady Pink erstmals in dem Farbton Rosa vorgestellt.
Montage von Trigalight
Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten, Trigalights auf Zeiger und Zifferblätter zu montieren:
- Die Lichter werden mit einem elastischen Kleber (Silikon) auf Zeiger und Zifferblatt geklebt.
- Die Lichter werden in einen Ring eingelegt, der die notwendigen Öffnungen für die Lichter aufweist (trigalights-Ring). Kleine Fenster in diesem Ring erlauben den Austritt des Lichtes.
- Die Lichter können in einen Ausschnitt (mit den entsprechenden Maßen) in Zeigern und Zifferblättern mittels einer speziellen Klebefolie, die auf der Rückseite dieser Teile befestigt ist, montiert werden.