摘　要　在高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)及器件中填充微量的85Kr能明顯改善產(chǎn)品的啟動(dòng)性能，提高燈泡的光通維持率，延長(zhǎng)使用壽命。85Kr的填充量應(yīng)符合GB18871-2002標(biāo)準(zhǔn)中豁免值要求。

　　關(guān)鍵詞 HID燈 金屬鹵化物燈 85Kr 啟動(dòng)

　　0、前言

　　金屬鹵化物燈以其發(fā)光效率高、顯色性好、壽命長(zhǎng)、應(yīng)用范圍廣泛成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)首選的綠色節(jié)能電光源。我國(guó)2005年的產(chǎn)量為2500萬支，是全球金鹵燈第一生產(chǎn)大國(guó)。但金鹵燈啟動(dòng)困難，特別是150W以下小功率金鹵燈啟動(dòng)難嚴(yán)重制約高端金鹵燈的生產(chǎn)。20多年來各國(guó)科學(xué)家為解決金鹵燈的迅速啟動(dòng)做出了大量研究工作，實(shí)施了多項(xiàng)方案，收到了一定的效果，但未從根本上解決燈的瞬時(shí)啟動(dòng)難題。

　　在1998年8月舉行的第八屆國(guó)際電光源科技研討會(huì)上，美國(guó)GE公司的S.A.Mucklejohn首次提出“85Kr-啟動(dòng)劑”的概念，用于研制150W陶瓷金鹵燈，效果甚好。2000年后，世界著名跨國(guó)企業(yè)如Philips公司、美國(guó)GE公司、先鋒(Venture)公司、德國(guó)歐司朗(OSRAM)公司，日本NGK公司相繼開發(fā)出了填加微量85Kr的金鹵燈。我國(guó)制燈企業(yè)也從2004年起陸續(xù)批量生產(chǎn)填充微量85Kr的金屬鹵化物燈。實(shí)踐證明，燈中填加微量85Kr，燈的啟動(dòng)性能明顯改善，燈的質(zhì)量檔次提升，我國(guó)在金鹵燈生產(chǎn)大國(guó)向生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)的道路上邁出了一大步。

　　1、85Kr的性質(zhì)、填加量及填加方式

　　1.1 85Kr的基本性質(zhì)及來源

　　Kr在自然界中存量甚微，大氣中含量為1PPm，海平面上濃度為1.14ml/m3.到目前為止，已證實(shí)Kr有25種同位素，其中6種為天然存在，但最具實(shí)用價(jià)值的核素是85Kr。自然界本無85Kr，85Kr是由核爆炸及反應(yīng)堆中235U 的裂變產(chǎn)生的，裂變產(chǎn)額為0.228%。

　　產(chǎn)品85Kr是在核燃料后處理過程中，通過捕集、濃縮、分離、純化及富集等一系列物理化學(xué)過程得到，如：美國(guó)愛達(dá)荷后處理廠1974年收集了43000Ci的85Kr，濃縮倍數(shù)為104，回收率97%。100%富集度的85Kr，比活度為393Ci/g。

　　85Kr是β-衰變類型的放射性核素，半衰期為10.77年。

　　85Kr的衰變綱圖為：

　　1.1 85Kr的填充量

　　向燈及器件中填充的85Kr活度由電弧管的幾何尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、功率、工藝規(guī)定的充氣壓強(qiáng)等多因素決定，填充活度應(yīng)符合GB18871-2002標(biāo)準(zhǔn)的豁免值(<104Bq/件)。

　　一般而論，小功率燈比中大功率燈更難啟動(dòng)，故小功率電弧管中填充的85Kr活度高。單電極的OSRAM、Philips、UPS電弧管充入的85Kr活度比帶輔助極的美國(guó)Venture電弧管高。參考國(guó)外幾大著名電光源公司燈中85Kr的活度值，每支燈中填充幾百到幾千貝可的85Kr(0.02μCi-0.2μCi)，足以明顯改善金鹵燈的啟動(dòng)性能。

　　1.2 85Kr啟動(dòng)劑的填充方式

　　85Kr啟動(dòng)劑的填充與傳統(tǒng)填充惰性循環(huán)氣體沒有多少不同，只是現(xiàn)在使用的循環(huán)氣體中含有微量放射性氣體85Kr，這就要求在設(shè)備上稍加改進(jìn)完善，目的一是提高啟動(dòng)劑的利用率降低成本，第二是最大限度的減少對(duì)環(huán)境的污染。

　　2、結(jié)果與討論

　　電弧管中填充微量85Kr，能明顯改善燈的啟動(dòng)性能。以帶輔助極的美國(guó)先鋒金鹵燈為例，在專鎮(zhèn)線路中，啟動(dòng)電壓從最低198V(220V-22V)，降至175V左右，也就是說電網(wǎng)電壓降至200V的情況下，金鹵燈也會(huì)亮。對(duì)燈點(diǎn)燃而言，20多伏的電位降是很了不起的數(shù)字。

　　電弧管中充入微量85Kr，就像電弧管中存在一天然“電子源”，在燈啟動(dòng)時(shí)發(fā)生類似鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的“電子雪崩”，瞬時(shí)擊穿循環(huán)氣體，大大縮短了從陰極輝光放電到熱電子發(fā)射的時(shí)間差，減少了電極濺射和蒸發(fā)造成的燈早期發(fā)黑的幾率，從而提高燈的光通維持率和使用壽命。