La storia dei vetri al torio SSK11 e del suo utilizzo

La storia dei vetri al torio SSK11 e del suo utilizzo nei normali luminosi 1,4 Carl Zeiss Jena Pancolar e Prakticar.

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; l’impiego di ossido ti torio, blandamente radioattivo, nelle mescole dei vetri ottici utilizzati in alcuni obiettivi vintage è un argomento che da molti anni, a ondate successive, tiene banco nelle discussioni fra fotoamatori e spesso è stato causa di patemi e dubbi per chi fosse in possesso di un esemplare equipaggiato con materiali di questo tipo e magari temeva ripercussioni per la propria salute e quella dei suoi cari.

In questa occasione voglio ripercorrere la storia degli obiettivi normali di grande apertura 1:1,4 prodotti dalla Carl Zeiss Jena DDR per apparecchi reflex 35mm, ovvero i classici Pancolar e Prakticar concepiti fra il 1963 e il 1982, descrivendone la relativa evoluzione soprattutto dal punto di vista dei vetri ottici, dal momento che questa serie di ottiche di prestigio inizialmente si avvalse di materiali al torio, poi eliminati nell’ultima produzione.

Vorrei innanzitutto tranquillizzare i lettori su questo argomento: prove eseguite con apparecchiature professionali hanno rivelato che la radioattività degli obiettivi con lenti al torio, considerando il computo complessivo dello spettro di emissione, non è da considerare pericolosa per la salute, soprattutto se vengono utilizzati in modo normale e sono conservati in disparte quando non li sfruttiamo; a chi volesse sentirsi tranquillo al 120% suggerisco di prendere una scatola di legno, foderarla con fogli di piombo (sono facilmente disponibili in rotolo e si possono tagliare a misura con forbici da lamiera), fissandoli con potente biadesivo, e di utilizzarla per conservare gli obiettivi con lenti al torio: con questa precauzione anche il soggetto più ansioso può dormire sonni tranquilli!

Dopo questo suggerimento sicuramente eccessivo torniamo all’argomento principale, con una premessa; l’ossido di torio è stato impiegato fin dagli anni ’30 (Kodak) per realizzare vetri ottici, e non è vero che abbia inizialmente svolto le funzioni dell’ossido di lantanio, venendo poi soppiantato da quest’ultimo una volta disponibile: in realtà, fin da prima della guerra, le vetrerie americane e inglesi utilizzavano già regolarmente l’ossido di lantanio per incrementare l’indice di rifrazione dei vetri senza aumentare proporzionalmente la dispersione cromatica del materiale, una caratteristica molto desiderabile che permette di realizzare obiettivi più corretti; purtroppo rilevanti quantità di questo materiale creavano notevoli problemi durante la fusione e soprattutto il raffreddamento dell’impasto, portando sovente ad un prodotto finale inutilizzabile perché insorgevano caratteristiche cristalline che non erano compatibili con l’assoluta omogeneità necessaria; sperimentando empiricamente l’utilizzo di vari materiali, si scoprì che proprio l’ossido di torio, oltre a replicare le prerogative dell’ossido di lantanio, contribuendo al favorevole rapporto alta rifrazione/bassa dispersione del vetro ottenuto, consentiva anche di controllare questo effetto collaterale negativo del lantanio, portando a mescole vetrose fisicamente omogenee e prive di striature, birifrangenze, strutture cristalline orientate o altre caratteristiche indesiderate.

Pertanto i vetri al torio contengono comunque significative quantità di ossidi “moderni” come lantanio o tantalio e la principale funzione del torio è soprattutto quella di condurre a buon fine la critica fase di fusione, tempra e raffreddamento; solamente in seguito si scoprì che certi ossidi di elementi bivalenti garantivano le stesse caratteristiche, consentendo ai chimici di omettere l’ossido di torio nei vetri ad alta rifrazione/bassa dispersione ed eliminare il noto problema di ingiallimento delle lenti nel corso degli anni (per non citare la radioattività, blanda ma comunque presente).

Questo dunque è lo scenario complessivo in cui la nostra storia si dipana.

Nel Dopoguerra la VEB Jenaer Glaswerk Schott & Genoessen, dopo la diaspora di tecnici fuggiti ad Occidente nel 1945 per rifondare la nuova Schott di Mainz, la deportazione di molti altri a Lytkarino in Unione Sovietica e la cronica carenza di materie prime fondamentali con la quale doveva confrontarsi, stentava a tenere il passo con la controparte della Repubblica Federale Tedesca e con le grandi vetrerie nipponiche, specialmente nel settore che, dai primi anni ’50, vide il maggiore fermento: i vetri agli ossidi delle Terre Rare privi di torio; infatti, mentre i tecnici di altre aziende mettevano in cantiere tali materiali, i chimici di Otto Schott Strasse non erano in gradi di replicare perché, probabilmente, non erano disponibili i materiali grezzi con i quali effettuare i necessari esperimenti e quindi, a fine anni ’50, nel catalogo Jenaer Glaswerk di Jena non era ancora presente un vetro ad alta rifrazione e bassa dispersione di caratteristiche estreme e competitive con la concorrenza, il che imponeva ai progettisti degli obiettivi autentici virtuosismi, soprattutto nel settore dei modelli molto luminosi a schema doppio Gauss, per i quali tali materiali sono praticamente indispensabili.

Questo impasse ebbe fine solamente nel 1959, quando il Dr. Werner Vogel assieme al suo assistente Wolfgang Heindorf realizzarono un vetro con ossido di torio il cui incrocio fra indice di rifrazione, dispersione e dispersione parziale anomala erano al limite di quanto teoricamente possibile; questo nuovo vetro fu presentato per la richiesta di brevetto nella DDR il 26 Giugno 1959 e questo materiale venne poi catalogato dalla VEB Jenaer Glaswerk come SSK11; le sue caratteristiche estremamente favorevoli (indice di rifrazione nD= 1,75, dispersione vD= 53,2) lo posizionerebbero piuttosto nella categoria dei vetri LaK, ovvero i lanthanum Crown (infatti le sue caratteristiche sono simili a quelle del tipo LaK33), tuttavia la vetreria di Jena non ha mai utilizzato lo standard corrente che limita i vetri Very Dense Crown (SSK) fino ad un indice di rifrazione di 1,65 – 1,67, oltre il quale diventano lanthanum Crown (LaK), quindi questo vetro viene definito SSK anche se a tutti gli effetti ha caratteristiche da LaK, e anche di uno dei più “spinti”.

Vogel e Heindorf, nel loro brevetto, hanno previsto 12 differenti vetri, tutti accumunati da valori rifrattivi e dispersivi molto simili; curiosamente, nel brevetto sono già presenti gli ossidi di elementi bivalenti (magnesio, berillio) o altri composti come l’ossido di zirconio o il wolframato di cadmio, una tipologia di ingredienti che la concorrenza ha sfruttato per sostituire il torio, aumentando la quota di ossido di lantanio (fino anche al 50%) e “controllandolo” in fase di raffreddamento grazie alle loro caratteristiche; tuttavia, come embodiment preferenziale (poi avviato alla produzione con la denominazione SSK11), i chimici scelsero una versione che prevede ben il 20% di ossido di torio (un quantitativo rilevante anche per la categoria, a fronte di una media solitamente attestata su 11-13%), quando il brevetto prevedeva altre opzioni (come i tipi 11 e 12) che ne erano già completamente privi.

Il vetro prodotto a Jena con le specifiche SSK11 contiene quindi il 35% di ossido di boro, il 40% di ossido di lantanio, il 20% di ossido di torio e anche il 5% di fluoruro di cadmio; la radioattività del torio e la tossicità del cadmio sono elementi rilevanti in funzione della sicurezza del lavoro di chi doveva sovrintendere alla fusione del vetro, respirando i relativi vapori, oppure provvedere alla molatura e rifinitura delle lenti, inalando le polveri di lavorazione, un problema che – inizialmente trascurato – diventerà importante a fine anni ’70; è possibile che Vogel e Heindorf abbiano scelto questa formulazione, per quanto pericolosa per le maestanze, in virtù della facilità con cui era possibile finalizzare la produzione e con ampia garanzia di successo.

Alla VEB Jenaer Glaswerk erano comunque coscienti di aver creato un materiale di importanza strategica nel campo dell’ottica fotografica, infatti il giorno successivo alla richiesta di brevetto nella DDR, il 27 Giungo 1959, analoga domanda fu depositata anche nella DFR e poco dopo, il 30 Ottobre 1959, anche nel Regno Unito, una strategia volta a tutelare in ogni modo questo nuovo vetro da eventuali imitazioni.

L’esordio ufficiale del vetro al torio SSK11 ad alta rifrazione e bassa dispersione avvenne nel 1963, quando fu presentato il famoso normale luminoso Carl Zeiss Jena Pancolar 55mm 1:1,4, un obiettivo basato su uno schema ottico tipo Doppio Gauss a 7 lenti in 5 gruppi che utilizzava 2 elementi realizzati con tale materiale e posizionati nella parte posteriore; la sua presenza è nota agli appassionati in virtù del caratteristico ed inequivocabile ingiallimento che, nel tempo, ha causato alle lenti dei vari esemplari; nato come obiettivo destinato ad apparecchi di prestigio come la Pentacon Super, il Pancolar si guadagnò sul campo una meritata fama per le sue buone prestazioni ottiche, solo inficiata dal cast cromatico assunto dalle lenti dopo qualche anno e dal diffuso timore che serpeggia fra gli utenti connesso alla radioattività.

Un abbraccio a tutti – Marco chiude.

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