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JPS6329773B2 - - Google Patents
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JPS6329773B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6329773B2
JPS6329773B2 JP2979280A JP2979280A JPS6329773B2 JP S6329773 B2 JPS6329773 B2 JP S6329773B2 JP 2979280 A JP2979280 A JP 2979280A JP 2979280 A JP2979280 A JP 2979280A JP S6329773 B2 JPS6329773 B2 JP S6329773B2
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JP
Japan
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arc tube
years
radioactive
electrode
radioactive substance
Prior art date
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Expired
Application number
JP2979280A
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Japanese (ja)
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JPS56126228A (en
Inventor
Akihiro Inoe
Tadao Kano
Satoru Kono
Akihiro Kamya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP2979280A priority Critical patent/JPS56126228A/en
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Publication of JPS6329773B2 publication Critical patent/JPS6329773B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は発光管内に封入される電子放射性物
質(エミツター)を従来と変更してそのエミツタ
ー封入方法に係わる製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing an electron emitting substance (emitter) sealed in an arc tube, which is different from the conventional method.

一般にメタルハライドランプはその始動を容易
にならしめるため、エミツターとしてトリウム
(Th)または酸化トリウム(ThO2)を電極に混
入もしくは塗布して発光管内に封入し、このトリ
ウムのα崩壊に誘発されて発生する電子を放電開
始の種として利用している。すなわち、従来のメ
タルハライドランプで400W形のものは電極に酸
化トリウムを約20mg塗着して使用しており、トリ
ウムはその半減期Tが1.4×1010年であることが
知られているとともに、酸化トリウム20mg中のト
リウム原子の数はおよそ4.54×1019個であり、ト
リウムの全崩壊定数は1.6×10-18sec-1であるか
ら、酸化トリウム20mg中におけるトリウムは毎秒
平均約72個崩壊されると考えられ、1個のα粒子
につき1個の電子が作り出されるものと仮定すれ
ば毎秒の初期電子数Qはおよそ72となる。一方、
ランプに電圧が印加されて始動するまでの平均始
動時間τは、放電開始に到るまでの初期電子がい
つ放出されたかという確率的平均時間であつて、
この平均始動時間τは、電極から放射される毎秒
当りの初期電子数Qと、その放出電子1個が放電
を開始させる確率Pとの関数により、 τ=1/P・Q …(1) で与えられる。
Generally, in order to make metal halide lamps easier to start, thorium (Th) or thorium oxide (ThO 2 ) is mixed or applied to the electrodes as an emitter and sealed inside the arc tube. These electrons are used as seeds to start the discharge. In other words, conventional metal halide lamps of the 400W type use approximately 20 mg of thorium oxide coated on the electrodes, and it is known that thorium has a half-life T of 1.4 x 10 10 years. The number of thorium atoms in 20 mg of thorium oxide is approximately 4.54 × 10 19 and the total decay constant of thorium is 1.6 × 10 -18 sec -1 , so thorium in 20 mg of thorium oxide decays on average about 72 atoms per second. If we assume that one electron is created for each α particle, the initial number Q of electrons per second is approximately 72. on the other hand,
The average starting time τ from when a voltage is applied to the lamp until it starts is the probabilistic average time when the initial electrons are emitted until the start of discharge, and is
This average starting time τ is a function of the initial number Q of electrons emitted from the electrode per second and the probability P that one emitted electron starts a discharge, as follows: τ=1/P・Q...(1) Given.

したがつて20mgの酸化トリウムにおけるQは72
であり、Pは大体において0.5ぐらいと考えられ
ているため、この種ランプではτ=0.028秒とな
り、電圧印加後瞬時に放電を開始するものであ
る。
Therefore, Q in 20 mg of thorium oxide is 72
Since P is generally considered to be about 0.5, this type of lamp has τ=0.028 seconds, and discharge starts instantly after voltage is applied.

これに対してトリウムを全く使用しないランプ
の場合には毎秒の初期電子数Qを供給する源は宇
宙線などのように天然放射線によるものだけであ
り、数秒に1回程度であつてQ0.1程度となり、
τ20秒となつてしまう。すなわちトリウムを使
用しないランプは平均して始動時間は20秒程度と
なり、電圧印加後20秒程度は待たなければ始動が
開始されないということであつて、ランプによつ
ては電圧印加後1分間以上も始動を開始しないも
のが、およそ5%の確率で発生することもある。
On the other hand, in the case of lamps that do not use thorium at all, the only source that supplies the initial number of electrons per second, Q, is natural radiation such as cosmic rays, and the number of initial electrons per second is Q0.1. The degree is
It becomes τ20 seconds. In other words, the average starting time for lamps that do not use thorium is about 20 seconds, which means that you have to wait about 20 seconds after voltage is applied before starting. Failure to start may occur approximately 5% of the time.

さらに、特に放電開始電圧が高いランプは始動
時にパルス電圧を必要としており、このようなラ
ンプはパルス電圧を印加している間のみに放電開
始の確率Pが存在するから、このようなランプで
トリウムを使用しないものは平均としてP0.01
程度となり、したがつてτ1000秒前後にも達す
ることになり、電圧印加後平均20分、場合によつ
ては1時間近くも放電を開始しないことになる。
Furthermore, lamps with a particularly high discharge starting voltage require a pulse voltage at the time of starting, and the probability P of starting discharge exists only while the pulse voltage is applied to such lamps. Those that do not use P0.01 as an average
Therefore, it reaches around τ1000 seconds, and discharge does not start for an average of 20 minutes after voltage application, and in some cases nearly an hour.

このように、トリウムを使用することは放電開
始を容易にして始動時間の短縮に奇与するもので
あるが、トリウムは前述の通り半減期が1.4×
1010年と比較的に長くしかもたとえば5年後の寿
命終期にあつても確実な始動をするためには1サ
イクル中に少なくとも1個の電子を放出すること
が望ましいから5年後にあつても毎秒の崩壊数が
50〜60個以上を必要とし、このため酸化トリウム
の形態で封入する場合には少なくとも20mg程度の
量が必要となる。しかしながらトリウムは発光管
内に封入された金属ハロゲン化物のハロゲンと反
応してハロゲン化トリウムとなり、これが発光
し、他の効率の高い封入物の発光を抑制するため
に光束低下の原因となり、かつハロゲン化トリウ
ム蒸気は寿命中のランプ電圧上昇を招く原因とな
つている。このようにトリウムは寿命中にハロゲ
ンと反応して消失することから、この種ランプを
寿命時間のたとえば10000時間点灯使用終期にお
いても確実、円滑な始動を維持させようとすれば
さらに多量の酸化トリウムを必要とすることにな
るが、酸化トリウムを増量すると益々光束の低下
を招く不具合がある。
In this way, the use of thorium makes it easier to start the discharge and shortens the starting time, but as mentioned above, thorium has a half-life of 1.4
10 It is relatively long, 10 years, and it is desirable to emit at least one electron during one cycle in order to ensure reliable starting even at the end of the life after 5 years, so even after 5 years. The number of collapses per second is
50 to 60 or more are required, and therefore, when encapsulating in the form of thorium oxide, an amount of at least about 20 mg is required. However, thorium reacts with the halogen of the metal halide sealed in the arc tube to form thorium halide, which emits light and suppresses the light emission of other highly efficient fillers, causing a decrease in luminous flux. Thorium vapor causes an increase in lamp voltage during the life of the lamp. In this way, thorium reacts with halogen and disappears during its life, so if you want this type of lamp to start reliably and smoothly even at the end of its life, say 10,000 hours, an even larger amount of thorium oxide is needed. However, increasing the amount of thorium oxide has the disadvantage of further decreasing the luminous flux.

そこで本発明者らは、トリウムに代つて、トリ
ウムよりも半減期の短かい放射性物質をエミツタ
ーとして使用することに注目し、エミツターの使
用量を減少できることを見い出した。しかしなが
ら半減期の短かい放射性物質は取扱い上、人体に
悪影響を及ぼし易く、バルブ内への封入が面倒に
なるなどの問題が生じた。
Therefore, the present inventors focused on using a radioactive substance with a shorter half-life than thorium as an emitter instead of thorium, and found that the amount of emitter used could be reduced. However, radioactive substances with a short half-life tend to have an adverse effect on the human body when handled, and there are problems such as the difficulty of sealing them into a valve.

この発明はこのような事情にもとづきなされた
もので、その目的とするところは、半減期の短い
放射性物質を安全かつ確実に発光管内へ封入でき
るようにした金属蒸気放電灯の製造方法を提供し
ようとするものである。
This invention was made based on the above circumstances, and its purpose is to provide a method for manufacturing a metal vapor discharge lamp in which a radioactive substance with a short half-life can be safely and reliably sealed into an arc tube. That is.

以下この発明の詳細を図面を参照して説明す
る。
The details of this invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図はメタルハライドランプの発光管を示
し、1は石英ガラスからなる発光管バルブ、2,
2は両端に形成された封止部、3,3は主電極、
4は始動用補助電極、5,5および6は封止部
2,2に封止された金属箔導体7,7および8は
外部リード線である。上記バルブ1内には沃化ス
カンジウム(Sc1)沃化ナトリウム(Na1)、水
銀およびアルゴンなどの始動用希ガスが封入され
ているとともに、放射性物質が封入されている。
Figure 1 shows the arc tube of a metal halide lamp, where 1 is the arc tube bulb made of quartz glass, 2,
2 is a sealing part formed on both ends, 3, 3 is a main electrode,
4 is an auxiliary electrode for starting; 5, 5 and 6 are metal foil conductors 7, 7 and 8 sealed in the sealing parts 2 and 2 are external lead wires. The bulb 1 is filled with starting rare gases such as scandium iodide (Sc1), sodium iodide (Na1), mercury, and argon, as well as a radioactive substance.

放射性物質は、半減期が約0.5年以上約10年以
下であり、しかも発光管1個当りの放射能量が
100マイクロキユリー以下に規制されているもの
である。このような放射性物質としては、ナトリ
ウム22(22Na)、カルシウム45(45Ca)、マンガン
54(54Mn)、鉄55(55Fe)、コバルト60(60Co)、亜
鉛65(65Zn)、ルテニウム106(106Ru)、銀110
110Ag)、アンチモン125(125Sb)、バリウム133
133Ba)、セシウム134(134Cs)、セリウム144
144Ce)、プロメチウム147(147Pm)、ユーロビウ
ム155(155Eu)、金195(195Au)、タリウム204
204Tl)、キユリウム242(242Cm)が該当する。そ
して上記発光管バルブ1内にはこれらの放射性物
質の少なくとも1種が封入されているものであ
る。
Radioactive substances have a half-life of about 0.5 years to about 10 years, and the amount of radioactivity per arc tube is small.
It is regulated to less than 100 microcuries. Such radioactive substances include sodium-22 ( 22 Na), calcium-45 ( 45 Ca), and manganese.
54 ( 54 Mn), iron 55 ( 55 Fe), cobalt 60 ( 60 Co), zinc 65 ( 65 Zn), ruthenium 106 ( 106 Ru), silver 110
( 110 Ag), Antimony 125 ( 125 Sb), Barium 133
( 133 Ba), Cesium-134 ( 134 Cs), Cerium-144
( 144 Ce), Promethium-147 ( 147 Pm), Eurobium-155 ( 155 Eu), Gold-195 ( 195 Au), Thallium-204
( 204 Tl) and Qulium 242 ( 242 Cm). At least one of these radioactive substances is sealed within the arc tube bulb 1.

しかして放射性物質の半減期が約0.5年以上約
10年以下であることの理由について述べる。
However, the half-life of radioactive substances is approximately 0.5 years or more.
Describe the reason why it is 10 years or less.

一般にメタルハライドランプを含めて金属蒸気
放電灯の寿命は10000時間程度であり、1日5時
間点灯使用すると仮定すれば、約5年間は正常に
動作する必要がある。この点において半減期が約
0.5年以上の放射性物質であれば5年後には(1/
2)101/1000であるから、その放射能の減衰が完
全に終了しないので始動機能を保持できる。逆
に、半減期が0.5年未満の放射性物質であれば、
減衰が急速であるためランプの寿命中に減衰が完
了してしまつて始動性能が寿命末期には著しく低
下することになる。
Generally, the lifespan of metal vapor discharge lamps, including metal halide lamps, is about 10,000 hours, and assuming that they are turned on and used for 5 hours a day, they need to operate normally for about 5 years. At this point, the half-life is approximately
If it is a radioactive substance that has been around for more than 0.5 years, after 5 years (1/
2) Since it is 10 1/1000, the starting function can be maintained because the radioactivity does not completely decay. Conversely, if it is a radioactive substance with a half-life of less than 0.5 years,
Because the decay is rapid, the decay is completed during the life of the lamp, resulting in a significant decline in starting performance at the end of the lamp's life.

一方、半減期が長すぎると、放射線の減衰に時
間がかかり始動性が悪くなるとともに、放射性物
質を多量に封入する必要が生じる。そして放射性
物質は100年程度で生活環境に悪影響を及ぼさな
い程度に減衰することが望ましく、100年で1/100
0程度に減衰することを一応の目安とすればその
半減期は約10年となる。
On the other hand, if the half-life is too long, it takes time for the radiation to decay, resulting in poor startability, and it becomes necessary to encapsulate a large amount of radioactive material. It is desirable that radioactive materials decay to a level that does not adversely affect the living environment in about 100 years, and 1/100 in 100 years.
Assuming that it decays to around 0, its half-life is about 10 years.

そしてまた、放射性物質は密封線源の形態で取
り扱うにしても、法律で100マイクロキユリー以
下であることを規制されており、したがつて発光
管1個当りの放射能量は100マイクロキユリー以
下にしておく必要がある。
Furthermore, even if radioactive materials are handled in the form of a sealed source, they are regulated by law to be less than 100 microkyries, so the amount of radioactivity per arc tube is less than 100 microkyries. It is necessary to keep it.

このような理由から、発光管内に封入される放
射性物質はその半減期がほぼ0.5年以上ほゞ10年
以下の範囲が望まれ、しかも発光管1個当りの放
射能量は100マイクロキユリー以下であることが
要求されるものである。
For these reasons, it is desirable that the half-life of the radioactive material sealed in the arc tube be within the range of approximately 0.5 years or more and approximately 10 years or less, and the amount of radioactivity per arc tube should be 100 microcuries or less. Something is required.

しかしてこのような放射性物質はその封入量を
可及的に少くする目的で使用されるものであり、
したがつて上記のような放射性物質ならばどの位
の量を必要とするかについて検討してみる。
However, such radioactive substances are used for the purpose of minimizing the amount of radioactive substances enclosed.
Therefore, let's consider how much of the above-mentioned radioactive material is required.

前述した通り、1サイクル中に最低限1個の放
射線が放出されることを条件にすれば毎秒50〜60
個の崩壊を必要とし、安全率を見込んで毎秒102
個の崩壊が必要と仮定すると、半減期0.5年の放
射性元素の場合は5年後においてはおよそ2.3×
109個の元素数量を必要とし、封入当初としては
2.3×1012個を必要とすることになる。また半減
期10年の放射性元素の場合は5年後において約
4.5×1010個の元素数が必要になり封入当初も同
じく4.5×1010個を必要とする。これらの元素数
は従来のトリウムの元素数4.5×1019個に比べて
1/10〜1/109にも少くなるものであり、このこと
から本発明の放射性物質であれば、従来に比べて
その封入量を少くできることが判る。
As mentioned above, if at least one radiation is emitted during one cycle, the radiation rate is 50 to 60 per second.
10 2 collapses per second, allowing for a safety factor.
Assuming that the decay of 100 pieces is required, in the case of a radioactive element with a half-life of 0.5 years, after 5 years it will be approximately 2.3×
10 9 elements are required, and at the beginning of inclusion
2.3×10 12 pieces will be required. In addition, in the case of radioactive elements with a half-life of 10 years, approximately
The number of elements is 4.5×10 10 , and the same number of 4.5×10 10 is required at the beginning of packaging. The number of these elements is 1/10 7 to 1/10 9 smaller than the 4.5×10 19 elements of conventional thorium. Therefore, the radioactive material of the present invention can be It can be seen that the amount of encapsulation can be reduced by comparison.

また400Wメタルハライドランプの場合、発光
金属、ScおよびNaを沃化物の形態で約30mg程度
封入しており、この重量におけるScおよびNaの
元素数は約1020個程度である。そして本発明者ら
の実験によれば、発光金属の元素数に対して放射
線物質の元素数は1/1000以下であれば放射性元素
の化学的影響、つまりハロゲン化物質の生成が無
視できて黒化及び光束低下を起こす程の発光を防
止できることが見い出されており、したがつて半
減期約0.5年以上約10年未満の放射性物質であれ
ば封入量が少ないからハロゲンとの反応物質を作
り出すことはなく、よつて長期の使用中に光束の
低下を生じ難くなるものである。
In the case of a 400W metal halide lamp, about 30 mg of luminescent metals, Sc and Na, are enclosed in the form of iodides, and the number of Sc and Na elements in this weight is about 1020 . According to the experiments of the present inventors, if the number of elements of the radioactive material is less than 1/1000 of the number of elements of the luminescent metal, the chemical influence of the radioactive element, that is, the formation of halogenated substances, can be ignored and black It has been found that it is possible to prevent luminescence to the extent that it causes oxidation and a decrease in luminous flux. Therefore, if it is a radioactive substance with a half-life of about 0.5 years or more but less than about 10 years, the amount of encapsulation is small, so it is possible to create a substance that reacts with halogen. Therefore, a decrease in luminous flux is less likely to occur during long-term use.

しかして、上記のような放射性物質を発光管内
に封入する方法について説明する。上述の放射性
物質は取扱中に放射能が飛散すると危険であるの
で、密封線源の形態で取り扱う必要がある。この
ため本実施例では第2図に示されるように、純タ
ングステンからなる補助電極4に予め放射性物質
9を被着し、更にこの放射性物質9を非放射性物
質で密封被覆10しておく。具体的には、補助電
極4の先端部位に放射性物質9をメツキし、さら
にこの外表面に非放射性物質をメツキして被覆す
る。この際、非放射性物質は、発光管内に封入さ
れる発光金属もしくはその酸化物であることが好
ましく、放射性物質の非放射性同位元素であつて
もよいが、発光管内に不純物として残留しないこ
と、および後で述べる被覆10の除去工程で容易
に剥離されることを条件とする。
Therefore, a method for sealing the radioactive substance as described above in an arc tube will be explained. The above-mentioned radioactive substances are dangerous if their radioactivity scatters during handling, so they must be handled in the form of a sealed source. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a radioactive substance 9 is coated in advance on the auxiliary electrode 4 made of pure tungsten, and this radioactive substance 9 is further hermetically coated with a non-radioactive substance 10. Specifically, the tip portion of the auxiliary electrode 4 is plated with a radioactive substance 9, and the outer surface of the auxiliary electrode 4 is plated with a non-radioactive substance. In this case, the non-radioactive substance is preferably a luminescent metal or its oxide sealed in the arc tube, and may be a non-radioactive isotope of the radioactive substance, but it must not remain as an impurity in the arc tube, and The condition is that it can be easily peeled off in the removal process of the coating 10, which will be described later.

このように構成された始動用補助電極4はバル
ブ1内に組み込んで発光管を完成する。しかるの
ち始動用補助電極4とこれに近接する主電極3と
の間にグロー放電を起こさせ、ついで主電極3,
3間に放電を生じさせてフラツシングを行う。す
るとこのフラツシングの放電に伴つて発生する熱
および荷電粒子の衝撃が始動用補助電極4に付与
されて被覆10が除去され、よつて放射性物質9
が放電空間内に現出されるので、放射性物質9は
放電空間内に拡散することになる。
The starting auxiliary electrode 4 configured in this manner is incorporated into the bulb 1 to complete the arc tube. After that, a glow discharge is caused between the starting auxiliary electrode 4 and the main electrode 3 adjacent thereto, and then the main electrode 3,
Flushing is performed by generating a discharge during the 3-hour period. Then, the heat and the impact of charged particles generated along with this flashing discharge are applied to the starting auxiliary electrode 4, and the coating 10 is removed, and the radioactive substance 9
appears in the discharge space, the radioactive substance 9 will be diffused into the discharge space.

このような方法によると、放射性物質9は始動
用電極4に密封線源の形態で保持されているの
で、補助電極4の取り扱い中に放射線が放出され
ることがなくて安全であり、しかも補助電極4を
バルブ1に封止するだけで放射性物質9がバルブ
1内に封入されるから、従来の作業工程を何ら変
更する必要がない。そしてランプ完成後のフラツ
シングにより、被覆10が除去されるため、被覆
10を剥離するための格別な手段を必要としない
ものであり、放射性物質9の封入作業がきわめて
容易に行えることになる。
According to this method, since the radioactive substance 9 is held in the form of a sealed radiation source in the starting electrode 4, radiation is not emitted during handling of the auxiliary electrode 4, making it safe. Since the radioactive substance 9 is sealed in the bulb 1 by simply sealing the electrode 4 in the bulb 1, there is no need to change the conventional work process. Since the coating 10 is removed by flushing after the lamp is completed, no special means for peeling off the coating 10 is required, and the work of enclosing the radioactive substance 9 can be carried out very easily.

なお本発明の実施例について説明する。 Note that embodiments of the present invention will be described.

〔実施例 1〕 外径0.2mm、長さ15mmの純タングステンからな
る始動用補助電極に、その先端から5mmの長さの
範囲に亘つてプロメチウム147(147Pm)を5×
10-6mgメツキし、この上にスカンジウムScのメツ
キを施して密封線源とする。この始動用補助電極
を、内径20mm、主電極間距離42mmの石英製バルブ
に封止し、かつこのバルブ内にスカンジウム・ナ
トリウム沃化物を30mg、水銀を50mg、アルゴンガ
スを25torr封入して400W用メタルハライドラン
プを作る。3分間のグロー放電を行つて被覆を除
去したのち、交流200Vに高さ1500V、幅1.25μS
のパルス電圧を重畳したところ、ストツプウオツ
チでは測定できない程の瞬時に始動した。そして
1000時間点灯後の光束は従来のトリウムを用いた
ものに比べて1.25倍であつた。なお147Pmは半減
期がβ崩壊2.7年であり、5×10-6mgで5マイク
ロキユリーすなわち毎秒18.5×104個の電子を放
出する。8年後の経過でも毎秒23000個の電子を
放出するものである。
[Example 1] Promethium 147 ( 147 Pm) was applied 5 times to a starting auxiliary electrode made of pure tungsten with an outer diameter of 0.2 mm and a length of 15 mm over a 5 mm length from its tip.
It is plated with 10 -6 mg and then plated with scandium Sc to form a sealed radiation source. This starting auxiliary electrode is sealed in a quartz bulb with an inner diameter of 20 mm and a distance between main electrodes of 42 mm, and this bulb is filled with 30 mg of scandium sodium iodide, 50 mg of mercury, and 25 torr of argon gas for 400W. Make a metal halide lamp. After performing glow discharge for 3 minutes and removing the coating, apply 200V AC, 1500V height, 1.25μS width.
When I superimposed a pulse voltage on it, it started so instantaneously that it could not be measured with a stopwatch. and
The luminous flux after 1000 hours of lighting was 1.25 times that of conventional thorium-based products. Note that 147 Pm has a half-life of β decay of 2.7 years, and releases 5 microcuries at 5×10 −6 mg, or 18.5×10 4 electrons per second. Even after eight years, it still emits 23,000 electrons every second.

〔実施例 2〕 内径10mm主電極間距離12mmの100ワツトメタル
ハライドランプ発光管に水銀5mgスカンジウム・
ナトリウム・ヨウ化物5mgアルゴン80torrを封入
する。本ランプの場合には、第1図に於ける主電
極3の部分に放射性元素を密封している。これを
第3図に示す。11は電極主軸、12は電極コイ
ル、9′はNa22を50マイクロキユリー分メツキし
たものであり、10′は更にその上をNa22を密封
すべく、被覆されたスカンジウム金属であり、総
量で約0.1mgである。本電極はどちらかの主極で
よく他主極は通常のものでよい。
[Example 2] A 100 Watt metal halide lamp arc tube with an inner diameter of 10 mm and a distance between main electrodes of 12 mm was charged with 5 mg of mercury and scandium.
Fill with 5 mg of sodium iodide and 80 torr of argon. In the case of this lamp, a radioactive element is sealed in the main electrode 3 shown in FIG. This is shown in FIG. 11 is the main axis of the electrode, 12 is the electrode coil, 9' is plated with 50 microcuries of Na 22 , and 10' is scandium metal coated on top of it to seal the Na 22 . It is about 0.1 mg. This electrode may be either one of the main electrodes, and the other main electrode may be a normal one.

本実施例では事前にグロー放電によるスカンジ
ウムメタル溶融工程を経なくとも、瞬時に200V
電源で始動することができた。但し、電源電圧に
巾1.5μ秒、高さ300Vのパルス電圧を印加してい
る。これは密封状態にあるNa22の崩壊による放
出γ線及びβ+線がスカンジウムメタル層を透過
し、放電灯発光管内に放出され、アルゴンあるい
は水銀等を電離し、またγ線による発光管電極;
発光管壁に於ける二次電子放出による放電用初期
電子生成がなされるものである。Na22の半減期
は2.58年であり、1日平均3時間点灯し、10年後
に於ける放電灯始動状態は、やはり瞬時に行つ
た。この場合、発光管内Na22の放射能量は約
0.068倍すなわち約3.4マイクロキユリーに減衰し
ているものと推定されるが、始動性に劣化はみら
れなかつた。
In this example, 200V can be instantaneously generated without having to go through the scandium metal melting process using glow discharge in advance.
I was able to start it with power. However, a pulse voltage of 1.5 microseconds in width and 300V in height is applied to the power supply voltage. This is because the γ-rays and β + rays emitted by the decay of Na 22 in a sealed state pass through the scandium metal layer and are emitted into the discharge lamp arc tube, ionizing argon or mercury, etc.
Initial discharge electrons are generated by secondary electron emission at the wall of the arc tube. The half-life of Na 22 is 2.58 years, and the discharge lamp was lit for an average of 3 hours a day, and the discharge lamp started up 10 years later as well. In this case, the amount of radioactivity of Na 22 in the arc tube is approximately
It is estimated that the attenuation was 0.068 times, or about 3.4 microcuries, but no deterioration in startability was observed.

〔実施例 3〕 発光管内径20mm電極間距離60mmの400ワツトメ
タルハライドランプ用発光管にヨウ化スゞ17mgと
水銀50mg及び始動ガスとしてキセノン50torrを封
入している。
[Example 3] A 400 Watt metal halide lamp arc tube with an inner diameter of 20 mm and a distance between electrodes of 60 mm was filled with 17 mg of sulfur iodide, 50 mg of mercury, and 50 torr of xenon as a starting gas.

第4図にその電極近傍図を示すが、主軸15に
電極コイル16、金属酸化物とタングステン粉末
焼結エミツター17を有し、更に、主軸15の基
部を回周する如く、タングステン線18の表面に
放射性元素Co60(コバルト)9″を45マイクロキユ
リーメツキする。その上をスズ金属10″でメツ
キして放射性元素19を密封被覆してある。
FIG. 4 shows the vicinity of the electrode. The main shaft 15 has an electrode coil 16 and a metal oxide and tungsten powder sintered emitter 17. The radioactive element Co 60 (cobalt) 9" was plated with 45 microcuries. The top was plated with 10" of tin metal to seal the radioactive element 19.

このような主電極は、第1図に示した如く、構
成の発光管のどちらか一方の主電極あるいは両方
の主電極であつてもよい。
Such main electrodes may be either or both main electrodes of the arc tube configured as shown in FIG.

交流商用周波電圧240Vにパルス巾5マイクロ
秒高さ1500Vのパルス電圧を重畳してランプに印
加した場合には、直ちに始動する。上記放射性元
素密封体を封入しないランプは約15秒間パルス印
加を必要とした。またCo60の半減期は5.24年であ
り10年後で約1/4すなわち11マイクロキユリー程
度存存して居り、十分効果を保持している。発光
特性的にはこれら放射性元素の影響はまつたくみ
られなかつた。Thを10mg封入した上記構成の発
光管は始動は電源波形の数サイクル内に行うが寿
命100時間程度からThメタルの発光が認められ、
演色性が低下して行つた。すなわち初期の平均演
色評価数Ra=92がCo60を密封したものは寿命中
変化しなかつたのに対してThを封入したものは
1000時間でRa=85まで低下した。
When a pulse voltage with a pulse width of 5 microseconds and a height of 1500 V is superimposed on an AC commercial frequency voltage of 240 V and is applied to the lamp, it starts immediately. The lamp without the radioactive element encapsulation required pulsing for about 15 seconds. Further, the half-life of Co 60 is 5.24 years, and after 10 years, about 1/4, or about 11 microcuries, remains, and it retains sufficient effectiveness. No significant influence of these radioactive elements was observed in terms of luminescence characteristics. Although the arc tube with the above configuration containing 10 mg of Th is started within a few cycles of the power supply waveform, luminescence of Th metal is observed after about 100 hours of life.
The color rendering properties deteriorated. In other words, the initial average color rendering index Ra = 92 did not change during the lifetime of the Co 60 -sealed one, whereas the Th-sealed one did not change.
It decreased to Ra=85 in 1000 hours.

なお発光管内に封入される発光金属は、トリウ
ムを除く全種類に適用できるものであるが、特に
効率の高いスカンジウム(Sc)、イツトリウム
(Y)、希土類金属、アルミニウム(Al)、ナトリ
ウム(Na)、タリウム(Tl)、インジウム(In)
および演色性の良好なスズ(Sn)の少なくとも
1種を含んだ金属蒸気放電灯には有効である。
All types of luminescent metals sealed in the arc tube can be used except thorium, but scandium (Sc), yttrium (Y), rare earth metals, aluminum (Al), and sodium (Na), which have particularly high efficiency, can be used. , thallium (Tl), indium (In)
It is effective for metal vapor discharge lamps containing at least one of tin (Sn) and tin (Sn), which has good color rendering properties.

また上記実施例においては放射性物質の担持体
として始動用補助電極について述べたが、担持体
としてはもちろん主電極であつてもよく、特に始
動用補助電極を使用しない放電灯では主電極を用
いるものである。
Furthermore, in the above embodiments, the starting auxiliary electrode was described as a carrier for the radioactive substance, but the carrier may of course be the main electrode, and especially in discharge lamps that do not use a starting auxiliary electrode, the main electrode is used. It is.

以上詳述したこの発明は、半減期が約0.5年以
上約10年以下でありかつ発光管1個当りの放射能
量が100マイクロキユリー以下の放射性物質を予
め電極に保持させ、この放射性物質の保持部を非
放射性物質で密封被覆しておき、このような電極
を発光管内に封止したのち、電極間の放電に伴う
熱もしくは電子衝撃によつて上記被覆を除去して
放射性物質を発光管内に封入させるようにしたも
のである。したがつてこのものによると電極の取
り扱い中に放射性物質が被覆されているので安全
でありその取扱いが従来の電極と同様に行えるの
で発光管への電極封止も容易であり、かつ電極封
止とともに放射性物質も発光管内に投入される。
しかも被覆は電極間の放電に伴つて剥脱されるの
で発光管内へ放射性物質を封入する作業がすこぶ
る簡単に行える効果がある。
The invention described in detail above involves holding an electrode in advance with a radioactive substance having a half-life of about 0.5 years to about 10 years and an amount of radioactivity of 100 microcuries or less per arc tube. After the holding part is hermetically coated with a non-radioactive substance and such an electrode is sealed inside the arc tube, the coating is removed by heat or electron impact caused by the discharge between the electrodes, and the radioactive substance is released into the arc tube. It was designed to be enclosed in Therefore, according to this product, since the electrode is coated with radioactive material during handling, it is safe, and since it can be handled in the same way as conventional electrodes, it is easy to seal the electrode in the arc tube, and it is easy to seal the electrode. At the same time, radioactive materials are also introduced into the arc tube.
Moreover, since the coating is peeled off as a result of the discharge between the electrodes, the work of sealing the radioactive substance into the arc tube can be carried out very easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は発
光管の正面図、第2図は封止前の始動用補助電極
の断面図、第3図および第4図は他の実施例の要
部の一部断面図である。 1…発光管バルプ、3,3…主電極、4…始動
用補助電極、9,9′,9″…放射性物質、10,
10′,10″…被覆。
The drawings show one embodiment of the present invention; FIG. 1 is a front view of the arc tube, FIG. 2 is a sectional view of the starting auxiliary electrode before sealing, and FIGS. 3 and 4 are views of other embodiments. It is a partial cross-sectional view of the main part. 1... Arc tube bulb, 3, 3... Main electrode, 4... Auxiliary electrode for starting, 9, 9', 9''... Radioactive material, 10,
10', 10''...Coating.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 予め電極に半減期が約0.5年以上約10年以下
でかつ発光管1個当りの放射能量が100マイクロ
キユリー以下とした放射性物質を保持させ、この
放射性物質の保持部を非放射性物質で密封被覆
し、このような電極を発光管内に封止したのち電
極間の放電に伴う熱もしくは電子衝撃によつて上
記被覆を除去して放射性物質を発光管内に現出さ
せるようにしたことを特徴とする金属蒸気放電灯
の製造方法。 2 上記放射性物質は22Na,45Ca,54Mn,55Fe,
60Co,65Zn,106Ru,110Ag,125Pb,133Ba,134Cs,
144Ce,147Pm,155Eu,195Au,204Tl,242Cmの少なく
とも1種であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項の金属蒸気放電灯の製造方法。 3 発光管に始動用補助極を備える金属蒸気放電
灯にあつては、この始動用補助電極を前記放射性
物質の保持体とすることを特徴とする特許請求の
範囲第1項の金属蒸気放電灯の製造方法。
[Claims] 1. A radioactive substance having a half-life of about 0.5 years or more and about 10 years or less and an amount of radioactivity per arc tube of 100 microcuries or less is held in an electrode in advance, and this radioactive substance is held in an electrode. After sealing the electrode with a non-radioactive substance and sealing it inside the arc tube, the coating is removed by heat or electron impact caused by the discharge between the electrodes, and the radioactive substance is exposed inside the arc tube. A method for manufacturing a metal vapor discharge lamp, characterized in that: 2 The above radioactive substances are 22 Na, 45 Ca, 54 Mn, 55 Fe,
60 Co, 65 Zn, 106 Ru, 110 Ag, 125 Pb, 133 Ba, 134 Cs,
The method for manufacturing a metal vapor discharge lamp according to claim 1, characterized in that the material is at least one of 144 Ce, 147 Pm, 155 Eu, 195 Au, 204 Tl, and 242 Cm. 3. The metal vapor discharge lamp according to claim 1, wherein the arc tube is provided with an auxiliary starting electrode, and the auxiliary starting electrode is used as a holder for the radioactive substance. manufacturing method.
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