179879. lajstromszámú szabadalom • Kisnyomású higanygőz kisülési lámpa
3 179879 4 jut az erythema sugárzásra, amely az elérhető legkisebb mennyiségű erythema sugárzás. Ezzel szemben az ismert lámpánál azt találtuk, hogy a hasznos sugárzás minden wattjára mintegy 0,17 erythema watt jut. Meghatározott megengedett erythema terhelésnél ez azt jelenti, hogy a fototerápiás kezelésenkénti hasznos sugárzás dózisa korlátozott, ezért a kezelések számának növelése szükséges. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan lámpának a kidolgozását sugárkezelés céljára, amelynek nagy a hasznos hatásfoka és erythema sugárzása lényegesen csökkentett intenzitású. A találmány szerinti lámpa egy kisnyomású higanygőz kisülési lámpa sugárkezelés számára, amelynek kisülési csöve 280 és 305 nm hullámhossz közötti elnyelési éllel rendelkező üvegből van, a kisülési cső belső felülete lumineszcens réteggel van bevonva, amely a gadolíniumra jellemző 312 nm hullámhosszú vonalas sugárzással rendelkező lumineszcens anyagot tartalmaz. A találmány annak a ténynek a felismerésén alapszik, hogy nagy hasznos hatásfok és emellett alacsony erythema terhelés csak úgy érhető el, hogy az alkalmazott lumineszcens anyaggal szemben állítunk szigorú követelményeket. Ezen túlmenően az anyagnak 254 nm-es gerjesztősugárzás hatására jó hatásfokkal úgy kell sugároznia, hogy a sugárzás lényegében a 305—320 nm-es tartományra koncentrálódjon, vagyis az anyag által kibocsátott sugárzás lényegében teljes mértékben hasznos sugárzás, és az erythema sugárzás mennyisége közelít ahhoz a legalacsonyabb értékhez, amely elméletileg egyáltalán lehetséges. Azt találtuk, hogy a gadolíniumra jellemző 312 nm-es vonalas sugárzás kielégíti ezeket a feltételeket. A Gd-ionnak jellegzetes emissziós spektruma van, ami azt jelenti, hogy a spektrum csak kis mértékben függ a lumineszcens ionnal egyesített befogadó kristályrácstól. A Gd emisszió nagyon kis sávszélességű (gyakorlatilag néhány nagyon szorosan egymás mellett levő emissziós vonalból áll), amelynek a maximuma megközelítőleg 312 nm. A félérték szélesség csak 2—4 nm. Ezen túlmenően a gadolinium különböző befogadó kristályszerkezetekben jó hatásfokkal lumineszkál. A találmány szerinti lámpa alkalmazásával magas hasznos hatásfok érhető el. Az ismert lámpa által az UV sávba eső wattonként! sugárzásból a hasznos sugárzásra (307.5—317.5 nm)eső 0,14 watt kibocsátott sugárzásával szemben a találmány szerinti lámpánál a hasznos sugárzásra eső rész 4—5-ször nagyobb, nevezetesen 0,50—0,75 watt per watt. A találmány szerinti lámpának az a nagy előnye, hogy nagyon kis rész esik az erythema sugárzásra, ugyanis azt találtuk, hogy — a választott üvegtől függően — az erythema sugárzás a hasznos sugárzás egy wattjához viszonyítva mintegy 0,09 erythema wattra korlátozható, amely érték szorosan közelíti az elméletileg lehetséges minimális mennyiséget. A találmány szerinti lámpa egy lehetséges kiviteli alakjánál a lumineszcens réteg gadoliniummal és bizmuttal aktivált borátot tartalmaz, amelyet a La[_x_yGdxBiyB306 képlet határoz meg, ahol 0,15 ^ x, 0,001 ^ y 0,05 és (x4-y) = 1. Ezek a borátok, amelyeket a 7 607 724 számú holland és az ennek megfelelő 1 536 637 sz. brit szabadalmi leírások is ismertetnek, nagyon jó hatásfokkal emittálják a jellegzetes Gd-sugárzást. A higany rezonancia sugárzásával gerjesztve, amelynek hullámhossza közel 254 nm, ezeknek az anyagoknak a kvantum hatásfoka elérheti a 70—75%ot. A találmány szerinti lámpa egy másik lehetséges kiviteli alakjánál a lumineszcens réteg gadoliniummal és bizmuttal aktivált terner aluminátot tartalmaz, amelynek hexagonális magneto-plumbit szerkezete van, az aluminát ABC összetétellel rendelkezik, ahol A jelentése 25— 99 mól/o Gd203, 1—35 mól% PbO és előnyösen */2 La203, B jelentése A1203, az Al203-nak legfeljebb 20 mól%-a Sc203-mal van helyettesítve és C jelentése MgO és/vagy ZnO, az Al203-nak legfeljebb 10 mól%-a helyettesíthető azonos mennyiségű Si02-vel MgO-val és/vagy ZnO-val együtt, az A komponens legfeljebb 70 mól%-a helyettesíthető SrO-val és/vagy CaO-val, ezzel együtt a C komponens ekvivalens mennyisége helyettesíthető >/2 Al203-mal, és az A, B és C komponensek kielégítik az [A] ^0,02, / 0,55 ^[B] s 0,95 és [C] V2 A feltételt. Ezek a lumineszcens aluminátok egyébként a még közzé nem tett 7 811 436 sz. holland szabadalmi leírásban is ismertetve vannak és magas kvantum hatásfokkal tűnnek ki. Például a Gdo 9()Pb0j|sMgAII |Ol9 és a Gd0iS8Pb0 lgZnAln019 képletekkel meghatározott anyagoknak 254 nm-es gerjesztéssel a kvantum hatásfoka 50 —55%. A találmány szerinti lámpa egy további lehetséges kiviteli alakja szerint a lumineszcens réteg gadolíniummal és ólommal aktivált Sr és/vagy Ca és Y és/vagy La szilikátot tartalmaz, amely összetételt az (Sr, Ca)3_pPbp(Y,La)2^qGdqSi6018 képlet határoz meg, ahol 0,01 s=p í=0,50 és 0,05 Sq s=2,0. Ezeknek a szilikátoknak 254 nm-es gerjesztés esetén a Gd-lumineszcenciára vonatkozó kvantum hatásfoka hozzávetőlegesen 60?% A kisülési cső üveganyagára a találmány szerint célszerű olyan összetételt választani, amelynek elnyelési levágása 295 és 305 nm között van. Ekkor nagyon kis értékű erythema terhelés érhető el, mivel a higany által a kisüléssel előállított 297 és 303 nm-es sugárzás az üvegben teljesen elnyelődik. Ezeknek a lámpáknak az üveganyaga az alábbi anyagokat tartalmazhatja: 60—75 mól% Si02, 10—25 mól% legalább egy alkáli fémoxid, 7—15 mól% legalább egy alkáli földfémoxid, 0—2 mól% A1203, 0,01—0,1 mól% Fe203 és 0—1 mól% (As203 -f Sb203). Ezek az üvegek, amelyek lehetséges módon tartalmazhatnak kis mennyiségben (0—1 mól%) finomító közeget, mint az Sb203 és As203, nagyon előnyösen, mivel olcsók, mert ezeket az általános világítási célra használt kisnyomású higanygőz kisülési lámpákban nagy mennyiségben használják. A találmány szerinti lámpa néhány kiviteli alakját az alábbi példák és a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti lámpa hosszmetszetét mutatja vázlatosan, a 2. ábra egy diagram, amely ennek a lámpának az energiaspektrumát mutatja. Az 1. ábrán látható lámpának üvegből levő 1 kisülési csöve van, amelynek a hossza mintegy 1200 mm és külső átmérője mintegy 38 mm. Az 1 kisülési cső falvastag5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
