ラジウム時計のアルファ線のきらめき

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夜光塗料の発明

 1903年のクルックスの発見~ラジウムが蛍光板を光らせる~はスピンサリスコープというおもちゃだけでなく、実用的な発明ももたらしました。
 蛍光物質にアルファ線がぶつかると光るなら、蛍光物質にラジウムを少し混ぜれば,蛍光物質全体が放射線でずっと光り続けるはずです。それが夜光塗料の発明です。クルックスの発見から5年後の1908年ごろには蛍光塗料に少量のラジウムを混ぜた夜光塗料が発明され,1913年にはアメリカの時計工場で文字盤の夜光塗料として広く使われるようになりました。
 ある工場では1年間に2グラムのラジウムを使って,夜光塗料で文字盤が光る時計を生産していたそうです。
 これがそのころにアメリカで作られた時計です。アメリカのオークションサイトeBayで入手しました。時計の数字12の下に書いてある文字を見ると、ちゃんとRADIUMと書いてありますね。これは「ラジウム時計」を前面に出した商品でした。
ラジウム時計


 さて,この時計,本物のラジウム時計でしょうか?それというのも,数十年前はラジウムを商品名に使うことが大流行したからです。その中には名前だけでラジウムなど全く使っていないものもたくさんありました。

ラジウムマッチのラベル
 これはその当時のラジウムマッチです。もちろんラジウムは全く使っていません。フツーのマッチです。1900~1940年ごろは,こんな商品がたくさんあった時代なのです。
希望の光
 これは1914年のアメリカの新聞漫画です。アメリカの漫画家ウィンザー・マッケイ(1869?-1934・米国)がラジウムに群がる人々を風刺したものです。
 新発見のラジウムには何か不思議な力があるらしいと,ラジウム健康ブームが起きたのです。日本でも1910年代にはおなじような社会現象が起きました。

ラジウム時計の実験

 さてこの時計が名前だけでなく本当にラジウムを使っているなら,どうやったらわかるでしょうか。
 この文字盤を薄暗い場所で拡大した様子です。少し光っていますね。
ラジウム時計の文字盤蛍光板
 これは夜光塗料が塗ってあるので当然です。
 もしもこれがラジウムの放射線によるものなら,アルファ線のきらめきが文字盤に見えるのではないでしょうか?


 私はスピンサリスコープと同じ方法で,文字盤を撮影してみました。
文字盤のシンチレーション
2014/07/18 11:04:36
PENTAX K3,ISO51200,SMC PENTAX A50mm(F1.2)をリバース。1秒露光。


 どうでしょうか。数字の中に光点が散らばっていることがわかります。さらに,私は真っ暗な部屋で時計をルーペで拡大して見ました。すると文字盤の数字でたくさんの光が点滅しているのが見えました。これはアルファ線が蛍光物質にぶつかった光です。予想通り時計の文字盤はスピンサリスコープと同じでした。やはりこの時計は本物のラジウム時計なのでしょう。


 アルファ線は時計のガラスや金属で止められるので,外にアルファ線が出てくることはありません。また,使われているラジウムもわずかなので,ベータ線やガンマ線も問題になりません。実際測定器で測っても,平常値と変わりませんでした。
 この時計は数十年前のものですが,ゼンマイを巻くとちゃんと動きました。
 ラジウムに熱狂していた時代の音を聞きました。

きらめきの動画化に成功

 最初の実験から5年過ぎて,カメラも性能が上がりました。今回の使用カメラはPENTAX K1です。高感度に強くなったので試してみました。
 このレンズは最近発売になったばかりの,中一光学Super Macro 20mmF2です。
ラジウム時計


ラジウム時計
 マクロというより顕微鏡撮影に近いレンズで使い道が限られますが,おもしろいレンズです。数字の中に光の点が散らばっているのがわかります。絞り開放でISO51200で,露光5秒です。絞ったり感度を落とすと光点が写らなくなったので,やはり高感度と明るいレンズが必須でした。個々の光は一瞬なので,露光時間を長くしても写りやすくなることはありません。

 このレンズだと拡大しすぎの感じだったので,次は前回と同じ方法で50mmレンズをリバースして撮った写真です。
ラジウム時計
 このサイズがちょうどいい感じです。
 この現象がどういうものかイメージしてもらうために,30コマ撮ってアニメーションGIFにしてみみました。数字の蛍光物質にラジウムのアルファ線が当たって,点滅している様子が分かります。
ラジウム時計
PENTX K1,ISO102400,0.5s×30コマ(クリックで拡大表示できます)


 K1の動画の最高感度ISO3200でも全く歯が立たなかったので,動画で直接撮影できるのはまだまだ先になりそうです。


参考文献

水津嘉一郎,『ラヂウム講話』,隆文館図書,1914
Jack Meadows,『THE GREAT SCIENTISTS』,Oxford Paperbacks,1989,p.201
舘野之男 訳編,『原典 放射線障害 1896年-1944年の資料から』,東京大学出版会,1988
「ウインザー・マッケイ」Wikipedia




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