Lampade al Torio

Il Torio, scoperto alla fine del XIX secolo, è un elemento debolmente radioattivo e facilmente e abbondantemente disponibile in natura.

Il suo ossido (ThO2) ha uno tra i più elevati punti di fusione: 3300°C. Questo è uno dei motivi per i quali trova largo impiego in diversi campi di applicazione. Tra questi, l’illuminazione la fa quasi da padrone.

Infatti, per molto tempo è stato usato (ma ancora si usa) per rivestire i fili di tungsteno nel catodo a riscaldamento diretto delle valvole grazie alla sua grande emissione elettronica. Il torio è usato ancor oggi nei tubi a riscaldamento diretto quali quelli dei trasmettitori TV di potenza.

Il metallo in polvere di torio è spesso piroforico: una volta riscaldato in aria, prende fuoco emanando una luce bianca e brillante.

Nel 2011, la IAEA ha pubblicato il documento  “Release from regulatory control of manufactured items containing small amounts of radioactive material” nel quale descrive che le lampade che contengono bassi livelli di radioattività (da 1 a 100 Bq). Il torio naturale contenente ²³²Th e ²²⁸Th viene utilizzato come ThO₂ negli elettrodi delle lampade HID per migliorare le proprietà spettrali e metallurgiche (di resistenza).

Il “drogaggio” dei fili di tungsteno normalmente costituenti il filamento di una lampada è una pratica ancora oggi utilizzata su alcune lampade che vengono montate sulle nostre automobili: lo scopo è chiaramente quello di evitare le rotture della lampada a causa delle sollecitazioni causate dalle asperità del terreno percorso dalle auto. Ma questa tecnologia non riguarda solo le lampadine delle auto: pensiamo anche alle lampade impiegate per i proiettori del cinematografo: vi è mai capitato di veder interrotto il film perché si era “fulminata” la lampada? No? proprio per evitare un simile inconveniente è opportuno che le lampade abbiano un'ottima resistenza.

Oppure pensiamo alle lampade che illuminano un intero piazzale e che sono spesso costituite da poche unità: pensate a quanto costerebbe in termini di impegno lavorativo ed economico se dovessero essere sostituite frequentemente perché “bruciate”! La tecnologia DEVE avere lo scopo principe di migliorare la vita degli esseri umani senza tuttavia determinare pericoli. E ancora pensiamo alle lampade posizionate sulle ali degli aerei (luci di navigazione) che devono assicurare un funzionamento “lampeggiante” per tutta la durata del volo; il loro scopo è il seguente:

• luce rossa, posta sull'ala sinistra, ad emissione continua e diffusa sopra e sotto il piano orizzontale dell'aeromobile per un angolo di 110°;
• luce verde, posta sull'ala destra ad emissione continua e diffusa sopra e sotto il piano orizzontale dell'aeromobile per un angolo di 110°;
• luce bianca, posta all'estremità posteriore della fusoliera, continua e diffusa per un angolo di 140° gradi. (da www.flightproject.it).

Dunque, il “drogaggio” col torio delle lampade appena citate ha proprio lo scopo di garantire che le alte temperature raggiunte dal filamento in tungsteno, sollecitato dalla corrente in ingresso, resista nel tempo e assicuri una continuità di funzionamento soprattutto quando questa riguarda i concetti di sicurezza dell’oggetto sul quale sono montate. Oltre ovviamente una elevata luminosità determinata dalla piroforicità del torio sottoposto a riscaldamento.

Infine è curioso osservare che il torio e l'uranio sono gli unici elementi significativamente radioattivi, le cui principali applicazioni commerciali non si basano sulla loro radioattività.