На барахолках, антикварных сайтах и у подержанных фотографов можно купить объектив, который светится в ультрафиолете — желтоватым, янтарным светом. Это не загрязнение и не дефект: именно так выглядит стекло с высоким содержанием оксида тория. Многие из таких объективов до сих пор используются для съёмки, и многие из них дают показания выше фона на счётчике Гейгера.
Почему стекло вообще бывает радиоактивным
Производство оптики — это борьба за два параметра: показатель преломления и коэффициент дисперсии. Чем выше показатель преломления, тем сильнее линза изгибает свет; чем ниже дисперсия, тем меньше хроматических аберраций. Идеальное оптическое стекло сочетает высокое n с низкой дисперсией — такое сочетание редкое и дорогое.
В начале XX века оптики обнаружили, что добавление оксида тория (ThO₂) в стекло резко поднимает показатель преломления при сохранении низкой дисперсии. Торий — тяжёлый металл с высокой атомной массой, и именно эта физическая характеристика делает его ценным для оптики: тяжёлые атомы сильнее взаимодействуют со светом.
Стёкла с содержанием ThO₂ от 20 до 40% по весу стали стандартом для высококачественных светосильных объективов в 1950–1970-х годах. Они позволяли создавать линзы с максимальной светосилой f/1.4 и даже f/1.2, не жертвуя резкостью и цветовой точностью.
Проблема, о которой производители знали и которую тщательно не афишировали: торий-232 — радиоактивный изотоп. Период его полураспада составляет 14,05 миллиарда лет, что делает его практически стабильным, однако он непрерывно распадается с образованием дочерних изотопов, часть из которых имеет значительно более короткий период полураспада и более высокую удельную активность.
Цепочка распада: откуда берётся излучение
Сам торий-232 излучает альфа-частицы относительно редко — примерно 4 000 распадов в секунду на грамм. Для линзы, содержащей 10 граммов тория, это 40 000 распадов/с — измеримо, но не критично.
Проблема возникает с дочерними продуктами. Th-232 распадается в длинную цепочку: Ra-228 → Ra-224 → Rn-220 (торон) → Po-216 → Pb-212 → Bi-212 → Po-212/Tl-208 → Pb-208. Некоторые изотопы в этой цепочке, особенно Ra-228, Pb-212 и Bi-212, являются бета- и гамма-излучателями с достаточно высокой активностью.
В свежем стекле дочерние изотопы находятся в состоянии радиоактивного равновесия с материнским торием. Но если стекло было очищено от примесей при производстве (что обычно и происходило), дочерние изотопы постепенно нарабатываются заново. Этот процесс занимает несколько десятков лет, поэтому старые объективы фонят сильнее новых — дочерние изотопы успели накопиться.
Какие объективы содержат торий
Asahi Super-Takumar 50mm f/1.4 — самый известный случай
Серия Super-Takumar, выпускавшаяся японской компанией Asahi Optical (будущая Pentax) в 1960–1970-х годах, стала символом «радиоактивных» объективов. Версии 1960–1964 годов содержат элемент из тория в передней части оптической схемы. Именно они дают наиболее заметный фон на дозиметре.
Характерный признак — стекло визуально желтеет со временем. Это не грибок и не загрязнение: торий-содержащее стекло желтеет под воздействием собственного излучения, которое постепенно окрашивает стекломатрицу. Жёлтый оттенок можно частично убрать, оставив объектив на ярком солнце на несколько дней — ультрафиолет «отбеливает» стекло, разрушая радиационные центры окраски.
Типичные показания Super-Takumar на счётчике Гейгера: 0,3–0,8 мкЗв/ч на расстоянии нескольких сантиметров от линзы — при нормальном фоне около 0,10–0,20 мкЗв/ч. Контактное измерение у передней линзы даёт 1–3 мкЗв/ч.
Canon 50mm f/0.95 «Dream Lens»
Легендарный объектив Canon 1961 года с рекордной светосилой f/0.95 содержит торий в нескольких элементах. Именно торий позволил достичь такой светосилы без чудовищных хроматических аберраций. Сегодня эти объективы продаются на аукционах за $3 000–5 000 и используются в том числе кинооператорами — ради особого характера изображения.
Советские объективы
В СССР торий-содержащие стёкла применялись в ряде объективов производства КМЗ (Красногорский механический завод) и ЛЗОС (Лыткаринский завод оптического стекла). Данные о конкретных партиях систематически не публиковались, но практика использования торий-содержащих стёкол была стандартной для советской оборонной и гражданской оптики 1960–1970-х годов.
Среди объективов, у которых зафиксированы повышенные показания: некоторые партии Гелиос-44 (58mm f/2), МС Юпитер-9 (85mm f/2), отдельные версии Индустар-61. Важный нюанс: не все экземпляры даже одной модели содержат торий — состав стекла мог меняться от партии к партии.
Западные производители
Среди западных брендов торий использовали:
- Kodak Ektanon и Ektar — ряд объективов для кинокамер
- Leitz (Leica) — отдельные элементы в некоторых объективах Summicron и Noctilux
- Carl Zeiss — ряд объективов для профессиональной киносъёмки
- Steinheil — объективы серии Culminar и Quinon
Полный список насчитывает несколько сотен моделей и регулярно пополняется — коллекционеры по всему миру ведут открытые базы данных, основанные на результатах измерений.
Как проверить свой объектив
Визуальные признаки
Первый тест — просто посмотреть на просвет. Торий-содержащее стекло имеет характерный жёлто-коричневый оттенок, который нельзя устранить протиркой. Новое торий-содержащее стекло прозрачно, но желтеет со временем — чем старше объектив, тем темнее стекло.
Второй тест — ультрафиолетовая лампа. Под УФ торий-содержащее стекло флуоресцирует характерным зеленоватым или синеватым свечением. Обычное стекло не флуоресцирует.
Измерение дозиметром
Для надёжного результата нужен счётчик Гейгера с чувствительностью к гамма и рентгеновскому излучению. Алгоритм прост:
- Измерьте фон в стороне от объектива — запишите значение (обычно 0,08–0,15 мкЗв/ч).
- Поднесите датчик вплотную к передней линзе объектива.
- Подождите 30–60 секунд для стабилизации показаний.
- Если показания превышают фон в 2 раза и более — торий, скорее всего, присутствует.
Типичные результаты для «горячих» объективов: 0,5–3 мкЗв/ч у линзы. Рекордные показания зафиксированы для некоторых Leitz Noctilux ранних партий: до 5–6 мкЗв/ч вплотную к стеклу.
Реальная опасность: стоит ли беспокоиться
Честный ответ: при нормальном использовании — нет. При съёмке объектив направлен от фотографа. Расстояние от глаза до задней линзы объектива в зеркальной камере — 40–50 мм, и это кратно снижает дозу.
Проведём расчёт. Пусть объектив даёт 2 мкЗв/ч на расстоянии 1 см. На расстоянии 40 см (глаз в видоискателе) это примерно 0,003 мкЗв/ч по закону обратных квадратов — значительно ниже естественного фона. Даже при 8 часах съёмки ежедневно годовая доза от объектива составит менее 0,01 мЗв — примерно 1% от допустимой дозы для населения.
Ситуация меняется, если вы:
- Часто смотрите в объектив с торцевой стороны вплотную
- Храните объективы в закрытом небольшом пространстве (закрытый ящик стола) — радон из цепочки распада тория может накапливаться
- Работаете с несколькими десятками радиоактивных объективов одновременно (как некоторые коллекционеры)
В последнем случае суммарная активность коллекции может создавать заметный фон в помещении.
Законодательный статус
В большинстве стран хранение и использование радиоактивных объективов законно для частных лиц — удельная активность недостаточна для того, чтобы требовать лицензирования. В России порог, выше которого требуется разрешение Роспотребнадзора, составляет 1 кБк (1 000 Бк) суммарной активности на источник. Типичная линза с 10 г тория имеет активность около 40 кБк — формально превышает этот порог, однако на практике ни один случай преследования частного лица за использование радиоактивного объектива в России или других странах нам неизвестен.
В США ядерная комиссия (NRC) устанавливает пороги владения радиоактивными материалами, но объективы попадают в исключения для «предметов, содержащих ядерные материалы в рассеянной форме». Проще говоря — это легально.
Почему торий перестали использовать
К 1975–1980 годам промышленность перешла на нерадиоактивные аналоги — стёкла с лантаном, ниобием и другими редкоземельными металлами, которые дают сопоставимые оптические характеристики без радиоактивности. Технология созрела ровно тогда, когда требования к радиационной безопасности стали более строгими.
Современные объективы с аналогичными параметрами (например, Sigma Art 50mm f/1.4 или Zeiss Otus) достигают ещё более высоких оптических характеристик без каких-либо радиоактивных компонентов.
Как хранить и использовать радиоактивный объектив
Если вы хотите использовать vintage-оптику, несколько практических советов:
Хранение: держите объективы в хорошо вентилируемом месте, а не в закрытом ящике. Это минимизирует накопление радона. Не кладите несколько радиоактивных объективов в один маленький кейс.
Работа с объективом: не смотрите в переднюю линзу с близкого расстояния дольше необходимого. При очистке линз не задерживайтесь с носом вплотную к стеклу.
Измерение: если вы сомневаетесь — измерьте. Счётчик Гейгера даст однозначный ответ за минуту.
Продажа и передача: если вы продаёте или дарите объектив, сообщите покупателю о возможной радиоактивности. Это этично и снимает с вас ответственность.
Торий-содержащие объективы — интересный артефакт технологической эпохи, когда радиоактивность воспринималась как инструмент, а не угроза. Их оптические качества действительно превосходны. Главное — знать, что именно держишь в руках, и обращаться с этим знанием осознанно.
Комментарии
Загрузка...
Оценить статью