Recycling im Glaskolben

Eigentlich wollten die Forscher des amerikanischen Unternehmens General Electric leistungsstarke, sehr kleine Glühlampen entwickeln, gut geeignet für den Einbau in die extrem dünnen Flügelenden von Überschallverkehrsflugzeugen. Sie versuchten zuerst, die Betriebstemperatur des Wolframdrahtes zu erhöhen, um die Lichtausbeute zu verbessern. Erwartungsgemäß verdampfte das Metall jedoch sehr schnell, der Kolben wurde schwarz, und der Glühdraht zerbrach.

Schließlich versuchten die Wissenschaftler einen Trick. Anstatt den Kolben, wie bei normalen Glühbirnen üblich, mit Edelgas zu füllen, benutzten sie das sehr reaktionsfreudige Element Jod. Aus diesen Experimenten in den fünfziger Jahren ging eine Reihe von Lichtquellen hervor, die heute wegen der verwendeten Füllgase (üblicherweise Jod oder Brom) als Halogenlampen bekannt sind (zu den als Halogene bezeichneten Elementen der 7. Hauptgruppe des Periodensystems gehören außerdem Chlor, Fluor und Astat).

In der Nähe des Glühfadens geht das verdampfte Wolfram nämlich keine chemische Verbindung mit dem Halogen ein – es ist bei etwa 3000 Grad Celsius dafür schlicht zu heiß. Auf der Innenseite des Lampenkolbens kühlen die Atome jedoch auf weniger als 800 Grad Celsius ab und reagieren spontan zu gasförmigem Wolframhalogenid. Das wandert zu dem erodierenden Glühfaden, zerfällt aber bei den dortigen Temperaturen wieder: Wolfram schlägt sich auf den Glühfaden nieder und wirkt so der Erosion entgegen.

Halogenlampen haben somit nicht nur eine längere Haltbarkeit, weil Wolfram in einem Kreisprozeß wieder auf den Glühdraht zurückgeführt wird, sondern auch eine größere Lichtausbeute, weil das verdampfende Wolfram nicht den Kolben schwärzt. Neuerdings machen ihnen Xenon-Lampen den Rang streitig: Statt eines Glühfadens verwenden diese eine Lichtbogenentladung zwischen zwei Elektroden in einer Atmosphäre aus Xenon und dampfförmigen Metallsalzen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 8 / 1999, Seite 117
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