85Kr启动剂在照明领域的应用及前景展望[2]

　　电弧管中填充微量85Kr，能明显改善灯的启动性能。以带辅助极的美国先锋金卤灯为例，在专镇线路中，启动电压从最低198V（220V-22V），降至175V左右，也就是说电网电压降至200V的情况下，金卤灯也会亮。对灯点燃而言，20多伏的电位降是很了不起的数字。

　　电弧管中充入微量85Kr，就像电弧管中存在一天然“电子源”，在灯启动时发生类似链式反应的“电子雪崩”，瞬时击穿循环气体，大大缩短了从阴极辉光放电到热电子发射的时间差，减少了电极溅射和蒸发造成的灯早期发黑的几率，从而提高灯的光通维持率和使用寿命。

　　2.3  85Kr的半衰期，β-粒子能量对制造电光源非常适宜。

　　充入灯中的85Kr按放射性核素的基本规律衰变：

　　N=N0•e-λt    或  N=N0•e- t

　　N0为t=0时，充入灯或器件中的85Kr活度；

　　N为灯或器件放置t时的85Kr活度；

　　T为85Kr的半衰期；

　　t为成灯和器件的存放时间；

　　下表为放置t时，产品中残存的85Kr的相对活度值：

　　由上表看出，即使成灯或器件放置3年，仍有82.4%的85Kr存活帮助启动。而一般光源使用1-2年仍能点亮完全满足市场要求。

　　目前85Kr启动剂已从生产石英金卤灯扩展到生产陶瓷金卤灯、无极灯（电磁感应灯）、植物生长高压钠灯、短弧球型舞台灯、探照灯、光敏油墨（油漆）固化灯、制版复印灯、UHP投影灯以及荧光灯启辉器。启动剂的品种也由最初的85Kr-Ar扩展到85Kr-Kr、85Kr-Ne-Ar及85Kr-Xe；比活度的范围由0.068mCi/l,0.5mCi/l两种扩展到0.068mCi/l-100mCi/l十几种，如投影仪用UHP灯容积只有几十微升、工作时灯内压力高达20MPa，无85Kr条件下启动电压3.5KV。使用１００ｍＣｉ/l的85Kr启动剂制灯，启动电压降至1KV，对线路器件的损耗程度大为降低，UHP灯的寿命相应延长。

　　全球唯一使用85Kr生产日光灯启辉器的德国OSRAM公司的产品虽然比充氚的价格稍高，但起跳更迅速，起跳次数增加，寿命更长，在北美欧洲十分畅销。相信随着照明事业的发展，85Kr的应用领域会更广阔。

 

　　85Kr是惰性气体，不会与灯内材料发生化学反应而消耗，它的原子直径较大（3.94A），不会通过电弧管壁而逃逸；85Kr是低毒核素且不参与人体代谢，使用其生产电光源及器件时，只要用铅皮稍加屏蔽（阻挡绝对强度为0.43%、0.514MeVγ射线），对职业人员和公众造成的危害十分轻微。

　　85Kr的作用只是帮助光源瞬时启动，对光源的发光效率、显色指数、相对色温、色坐标等光电色参数无影响，全面提升电光源的质量是一系统工程，灯中填加85Kr帮助启动仅是锦上添花。

　　生产、销售、使用85Kr启动剂应遵守相关国家法律、法规。

　　我院85Kr启动剂的研制和推广实用成果已申报国家发明专利并被授权。

　　参考文献：

 

　　马崇智等  放射性同位素手册 科学出版社 1979

　　郭景儒等  裂变产物分析  科学出版社  1981

　　S.A.Muklejohn 使用陶瓷弧光管的低功率金卤灯的新进展  第八届  国际电光源科技研讨会  1998

　　李大明 氪-85的性质与应用  中国照明电器  2000.9

　　范梁根 类云  放射性和辐射的安全使用  中国科学技术出版社 2001

　　曹泰康 解振华 李飞  放射性污染防治法  2003

　　温家宝  放射性同位素与射线装置安全和防护条例 2005

　　国家环保总局31号令  2006

　　李大明等核分析技术和放射性同位素在照明领域的应用及前景展望  中国照明电器   2006.8