Glühstrumpf

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Glühstrumpf, links vor dem ersten Gebrauch, rechts nach vorsichtigem Abbrennen des Gewebes und Inbetriebnahme der Lampe.

Ein Glühstrumpf, auch Glühkörper oder Gasstrumpf genannt, ist ein feines Gewebe aus Baumwolle, Seide oder Kunstseide, das durch Aufheizen in einer Gasflamme zum Leuchten angeregt wird.

Nach dem Kirchhoffschen Strahlungsgesetz sind heiße Gasflammen farblos. Um Gaslampen für Leuchtzwecke einzusetzen, wurden sie früher mit rußenden Gasen wie Benzol betrieben, die, wie eine Kerze, ein gelbliches Licht durch glühende Kohlenstoff-Teilchen erzeugen.

Weißeres helleres Licht erhielt man durch Aufheizen bestimmter temperatur- und sauerstoffbeständiger Materialien:
Carl Auer von Welsbach tränkte ein gestricktes Netz aus Baumwolle mit einer Lösung von Seltene-Erden-Salzen, verbrannte vorsichtig die Baumwolle und erhielt als Rückstand ein filigranes selbsttragendes Gerüst der Baumwollasche mit den entsprechenden Oxiden. Das Verfahren patentierte er am 23. September 1885 in Deutschland unter dem Namen Auer-Glühstrumpf.

Zunächst benutzte Carl Auer von Welsbach Magnesium-Oxide, Zirkonoxid, dann Lanthan, Yttrium und Praseodym-Verbindungen. Sie alle weisen ein mäßiges Absorptionsvermögen im sichtbaren Bereich auf und produzieren nur ein braunweißes Leuchten. Der Durchbruch gelang ihm mit Ceroxid, zusammen mit Thorium-Oxid zur Stabilitätsverbesserung. Die Zusammensetzung von 1 Prozent CeO₂ und 99 Prozent ThO₂ wurde erst vor wenigen Jahrzehnten durch eine Mischung aus Yttriumoxyd und Ceroxid abgelöst, um auf das leicht radioaktive ThO₂ verzichten zu können.

Emissionsspektrum eines CeO2/ThO2-Glühstrumpfs.

Emissionsspektrum eines CeO₂/ThO₂-Glühstrumpfs.

Glühkörper gibt es in vielen Ausführungen, am bekanntesten sind wahrscheinlich die säckchenförmigen zum Anbinden bei Petromax- und ähnlichen Starklichtlampen, die der Benutzer selbst abflammen muss, um ihn in Betrieb zu nehmen. Nicht mehr so gebräuchlich sind Glühkörper für hängendes oder stehendes Gaslicht, die werkseitig bereits abgebrannt und mit einem Nitrolack getränkt sind, damit sie eine höhere Festigkeit für den Transport bekommen. Diese Lackschicht brennt bei der ersten Inbetriebnahme sehr schnell ab. Die hängenden Glühkörper sind meist kugel- oder birnenförmig; stehende Glühkörper schlauch- oder bienenkorbförmig. Zur Aufhängung des Gewebes und zur Befestigung am Brenner der Lampe dienen oft Formteile aus Sintermagnesia.

Die thermische Emission eines Auer-Glühstrumpfs (punktierte Linie im Diagramm), ist deutlich geringer als diejenige eines Schwarzen Strahlers (blaue Linie). Dafür konzentriert sich die Strahlung auf den kurzwelligen Bereich im sichtbaren Spektrum. Hierdurch nimmt der Glühstrumpf eine höhere Temperatur an, als es ein kontinuierlich strahlender Stoff täte. Der Rotanteil ist vermindert, das Licht erscheint weißer.
Zur hohen Lichtausbeute von Glühstrümpfen trägt jedoch hauptsächlich der direkte Energieübergang von den teilweise hochenergetischen chemischen Reaktionspartnern der Flamme auf Elektronenniveaus des Cer-dotierten Leuchtstoffes im Glühstrumpf bei - im Ofen erhitzte Glühstrümpfe leuchten nicht annähernd so hell wie in der Flamme.

Durch seine Leuchtkraft blieb der Glühstrumpf bis heute gegenüber dem Elektrizitätslicht konkurrenzfähig. Seitdem allerdings die städtischen Gasanstalten in den 1970er Jahren abgeschafft wurden und das neue Erdgas durch die Gasröhren strömte, schwanden die Vorteile des Gaslichtes. Im Jahr 2004 wurde die letzte in Deutschland verbliebene Glühstrumpfproduktion der Berliner Firma Auer, an die indische Firma Indio, eine Tochter des Konsortiums Prabhat Udyog Limited, verkauft und die Produktion nach Indien verlagert. Indo bietet sowohl radioaktive als auch nicht-radioaktive Glühstrümpfe an.

Da das zum Teil noch verwendete Thoriumnitrat schwach radioaktiv ist, dürfen solche Gasglühstrümpfe nicht nach Deutschland importiert werden. Hierdurch entstand zum Beispiel in Berlin ein Versorgungsproblem. Nach dem Willen der Betreiberfirma Stadtlicht GmbH und dem Bezirksamt Mitte, welches für die übriggebliebenen 43.908 öffentlichen Gaslaternen in Berlin zuständig sind, sollen diese in den nächsten zwei Jahren abgeschafft werden. Auch um 50 Kilogramm schwach radioaktiven Sondermüll, 43.000 Tonnen Kohlendioxid, sowie 700.000 Kubikmeter ungenutztes Methangas einzusparen.

Verwendet werden Gasglühstrümpfe auch in so genannten Campingleuchten, die ähnlich wie Campingkocher mit Gas aus Kartuschen versorgt werden.