Verfahren zur Herstellung einer Tritium enthaltenden elektrischen Entladungsröhre und Tritium enthaltende elektrische Entladungsröhre Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Entladungsröhre, die in einer dünnen Schicht zweckmässig von annähernd 1 ,cc aus Titan, Zirkonium oder eines anderen Wasser stoff adsorbierenden Metalls Tritium adsorbiert ent hält.
Es ist bereits bekannt, bei Glimmentladungsröh- ren Tritium anzuwenden, um die Zündverzögerungen zu beseitigen, die durch das Fehlen von Ladungs trägern herbeigeführt werden. Das Tritium wird bei spielsweise der Gasfüllung zugesetzt, aber dies hat den Nachteil, dass das Tritium an der Glaswand der Röhre adsorbiert wird, so dass es verhältnismässig weit von der Entladungsbahn entfernt ist und somit nur wenig zur Erzeugung von Ladungsträgern in dieser Bahn beiträgt.
Manchmal wird das Tritium mit Hilfe einer elek- trodenlosen Entladung in den Elektroden oder an der Wand der Röhre festgelegt. Dieses Verfahren erfordert einen hohen Druck, während verhältnis mässig viel Tritium durch Pumpen beseitigt werden muss.
Die beiden vorerwähnten Verfahren zum Ein bringen des Tritiums haben den Nachteil, dass sie bei einer Anlage mit einer rotierenden Pumpein- richtung schwer anwendbar sind, weil in diesem Falle die ganze Anlage mit Tritium verseucht wird. Dies ist in strahlungshygienischer Hinsicht uner wünscht und unzulässig. Weil Tritium ein weicher Betastrahler ist, ist es zwar ungefährlich, wenn es in einer Glas- oder Metallhülle eingeschlossen ist, wenn es jedoch auf irgendwelche Weise in den Kör per aufgenommen wird, ist Tritium nicht ungefährlich.
Es ist auch bekannt, dadurch Tritium in eine Entladungsröhre einzubringen, dass ein mit Tritium gesättigtes Zirkon- oder Tantaldrähtchen oder eine auf einer Platte aufgedampfte Schicht, in der Röhre verdampft oder ein mit Tritium gefülltes Nickel röhrchen erhitzt wird. Diese beiden Verfahren haben den Nachteil, dass sie verhältnismässig kostspielig sind, während auch hierbei das Tritium nicht möglichst nahe bei der Entladungsbahn vorhanden ist. Es hat sich herausgestellt, dass diese Nachteile der Anwen dung von Tritium hinderlich sind.
Die Erfindung bezweckt, ein nicht sonderlich kostspieliges und weni ger gefährliches Verfahren zur Anwendung von Tri- tium anzugeben.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass innerhalb eines Gefässes in einer Edelgasatmosphäre Tritium adsorbierendes Metall durch Zerstäubung in einer elektrischen Entladung oder durch Verdampfung niedergeschlagen und mit Tritium behandelt wird, wonach die Oberfläche des niedergeschlagenen Metalls durch Oxydation mittels Luftsauerstoff oxydiert und somit inaktiviert wird, ferner dass die so hergestellte Metallschicht in eine Suspension übergeführt wird, wobei eine bestimmte Menge dieser Suspension an eine Stelle der Ent ladungsröhre überführt und dort durch Wärme einwirkung festgesintert wird.
Dies kann während der Wärmebehandlung auf der Pumpe erfolgen, ohne dabei Tritium wieder ab zugeben, da die äussersten Schichten bzw. die Ober fläche inaktiviert sind. Vorzugsweise sind die Metallkörner nicht grösser als etwa 1 Mikron, während auch die Gesamtstärke der Schicht diesen Wert nicht viel übersteigen soll, weil das Durchdringungsvermögen der weichen Beta strahlen von Tritium nur gering ist und stärkere Schichten somit nur eine Verschwendung des ver hältnismässig kostspieligen Tritiums bedeuten.
Das Metall muss in einem solchen Masse gesättigt werden, dass bei der Behandlung der Röhre an der Pumpe und den dabei auftretenden Temperaturen kein Tritium aus dem Metall frei wird, was dadurch verhindert wird, dass das Metall der Luft ausgesetzt worden ist, wodurch die äusseren Schichten der Kör ner in bezug auf Tritium inaktiv geworden sind. Für Titan bedeutet dies einen Sättigungsgrad von etwa 0,3 Curie je mg Ti für eine Behandlungstempe ratur von etwa 400 C, die gegebenenfalls drei Stun den lang aufrechterhalten werden darf, was erheblich länger ist als an der Pumpanlage im allgemeinen der Fall ist.
Für Zirkon bedeutet es einen Sättigungs grad von 0,15 Curie je mg Zr für eine Behandlungs temperatur von 350 C.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 und 2 je eine Tritium enthaltende Ent ladungsröhre darstellen und Fig. 3 eine Anlage zum Herstellen eines mit Tritium gesättigten Metallpulvers darstellt.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den Glaskolben der Röhre mit Stiften 2 im Boden. Die Kathode 3 besteht aus einer flachen Molybdänplatte mit umgebogenen Rän dern. Die Anode 4 besteht aus einem auf den Anodenzuführungsdraht aufgeschraubten Graphit- blöckchen. Dieser Zuführungsdraht ist bis in geringer Entfernung von der Anode völlig mit einer Glas schicht 5 überzogen. An diese Glasschicht schliesst sich ohne Spalte die Anodenschirmbüchse 6 an. Die Zündelektrode 7 reicht bis in die Nähe des unteren Randes der Kathode.
Auf der der Kathode zugewandten Seite der Schirmbüchse 6 ist eine Schicht 8 aufgesintert, die aus mit Tritium behan deltem Titanpulver besteht. Die von Tritium aus gesandten Elektronen, die eine Höchstenergie von 20 kV aufweisen, während das Intensitätsmaximum bei 5 kV liegt, führen eine derartige Ionisierung der Gasfüllung herbei, dass beim Anlegen einer Impuls spannung an die Zündelektrode 7 eine Hilfsentladung zwischen dieser Elektrode und der Kathode mit einer Verzögerung von weniger als 100,u sec erzeugt wird.
Diese Hilfsentladung leitet die Hauptentladung ein.
In Fig. 2 bezeichnet 9 die Röhrenwand, 10 die tellerförmige Kathode mit einem scharfen Ansatz 11 und 12 die bandförmige Hilfsanode, die nahe beim Ansatz 11 angeordnet ist. Hinter der Anode 13 ist eine Hilfskathode 14 angeordnet. Zwischen diesen beiden Elektroden fliesst im Betrieb der Röhre ein Strom von etwa 10,uA, um Zündverzögerungen in der Hauptentladungsbahn zu vermeiden. In der Mitte des Bodens ist eine Schicht 15 aufgesintert, die aus mit Tritium behandeltem Zirkonpulver be steht.
Die von dieser Schicht gelieferte Strahlung soll die Zündverzögerung der Hilfsentladungsbahn auf etwa 0,1 sec herabsetzen. In Fig. 3 ist 16 ein Entladungsraum aus Glas, in dem eine Titanwendel 17 auf Zuführungsdrähten aus Nickel angeordnet ist. Der Entladungsraum ist über einen Kühler 18 und einen Hahn 19 mit einer Vakuumpumpe verbunden. Auf der einen Seite des Entladungsgefässes 16 sind eine Anzahl von Gefässen 20 angeordnet, die durch Kugelkapillaren 21 mit zugeordneter Durchschlagkugel 22 angeschlossen sind. In jedem Gefäss 20 befindet sich eine Zirkon- platte 23, die mit Tritium gesättigt ist.
Die Gefässe 20 können auch mit Tritiumgas gefüllt sein. Auf der anderen Seite befinden sich eine Anzahl durch Kugel kapillaren 24 abgeschlossene Gefässe mit einer ab gemessenen Argonmenge. Nach der Entgasung und gegebenenfalls Ausglühung des Raumes 16 wird die ser aus einem der Gefässe über eine Kugelkapillare 24 mit Argon unter einem Druck von 10 cm gefüllt. Die Wendel 17 wird durch Stromdurchgang ver dampft, wodurch sich eine schwarze schwammartige Titanschicht auf der Innenwand des Raumes 16 er gibt.
Nachdem eine genügende Titanmenge verdampft ist, wird eine der Kugelkapillaren 21 geöffnet und das Tritium aus der betreffenden Zirkonplatte durch Erhitzung ausgetrieben, oder aber das im Gefäss enthaltene Tritium in den Raum 16 eingeleitet. Infolge der grossen Aktivität der zerstäubten Metall schicht wird das Tritium gegebenenfalls nach einer leichten Erhitzung völlig in diese Schicht aufgenom men. Gegebenenfalls können auch Tritium und Argon zu gleicher Zeit in der Entladungsbahn vorhanden sein.
Nachdem die Titanschicht mit Tritium be handelt worden ist, wird der Entladungsraum 16 bei 25 von der Anlage abgeschnitten, wodurch die zerstäubte Schicht an die Luft kommt und das nicht völlig mit Tritium gesättigte Metallpulver inaktiv wird. Danach wird der Raum 16 mit einer Flüssig keit, Butylazetat, ausgewaschen, in der nachher Nitro zellulose gelöst wird. Die so erzielte Suspension eignet sich unmittelbar zur Anbringung an der er wünschten Stelle in einer Entladungsröhre. Weil es sich hier um eine Flüssigkeit handelt, kann die Verarbeitung ohne Gefahr, gegebenenfalls sogar maschinell, erfolgen.
Dadurch, dass das teilweise mit Tritium ge sättigte Metallpulver an die Luft gebracht worden und infolgedessen inaktiv geworden ist, gibt es bei der Temperaturbehandlung der Pumpe kein Tritium ab, so dass die Pumpanlage nicht mit radioaktivem Material verseucht wird. Auch ergeben sich auf diese Weise keine unnötige Tritiumverluste.
Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Aktivität der aufgebrachten Suspension unmittelbar mit einem Geiger-Müller-Zähler oder einem Szintillationszähler gemessen werden kann.