Вступ
При розгляді робіт, присвячених дослідженню іонів повітря, виконаних з моменту їх відкриття до теперішнього часу, виявляються певні зміни в напрямі цього дослідження. На першій стадії відповідні явища спостерігалися в атмосферному повітрі, був виконаний ряд експериментальних досліджень у відповідних умовах. Експериментальне вивчення іонів в суміші газів, званої повітрям, при атмосферному тиску дуже швидко показало, що спостережувані явища дуже складні, і часто невідтворені. З іншого боку, при низьких тисках і в чистих газах, відповідні явища спостерігалися без будь-якої суперпозиції, що дозволяло успішно їх досліджувати. Це обставина зумовила наступну стадію вивчення іонів повітря, коли вимірювання проводились в замкнутих посудинах при низьких тисках і в чистих газах.
При вимірах на відкритому повітрі, були виявлені численні зв'язки між явищами, викликаними іонами, присутніми в атмосферному повітрі, і метеорологічними умовами. Однак, іони, створені в повітрі штучним чином, при атмосферному тиску виявилися істотними, з точки зору ряду технічних додатків (наприклад, видалення з повітря частинок пилу, видалення електричних зарядів, створюваних при деяких технологічних процесах в промисловому виробництві), а також ряду біологічних явищ (впливу на деякі біологічні процеси і загального впливу на умови життя людини та її здоров'я).
Штучне створення іонів повітря
Штучне створення іонів повітря необхідно з двох причин. По-перше, властивості іонів повітря можуть бути з достовірністю експериментально досліджені тільки за умови, що створені іони є іонами чистого повітря без домішки будь-яких побічних продуктів, що зазвичай виникають одночасно з важливими нас іонами. Так що штучне виробництво іонів повітря суттєво для дослідження їх загальних фізичних властивостей. По-друге, для деяких цілей, особливо для дослідження ролі іонів повітря в біологічних процесах, необхідно вміти отримувати іони повітря із заданою концентрацією і полярністю в замкнутих посудинах і приміщеннях.
Як відомо, іони в повітрі можна створювати за допомогою багатьох процесів. На жаль, більшість з цих процесів призводить до появи поряд з іонами повітря різних побічних продуктів. В якості таких слід згадати озон, різні оксиди азоту, незаряджені і заряджені центри конденсації (проміжні та великі іони).
Флюктуаційних характер щільності іонів в повітрі
За великий період часу завжди спостерігається зміни щільності іонів, як показано, наприклад, на малюнку. Досліди показали, при штучному створенні іонів повітря в закритому приміщенні спостерігаються швидкі флуктуації іонної щільності з великою амплітудою. Таким чином, слід прийняти, що умови існування іонів в повітрі в загальному випадку носять флюктуаціоної характер, незалежно від того, мають ці іони природне або штучне походження.
На малюнку нижче криві подвижностей аероіонів, створених тритієвого генератором іонів і виміряні візуально за допомогою всмоктувального конденсатора Вегера і електрометра Ліндман. Фс - потік повітря через лічильник, Фа - додатковий потік через розподільну камеру, К - гранична рухливість в іонному лічильнику, Р - поляризующий потенціал, прикладений до конденсатора
Рухливість як характеристика іонів повітря. Властивості рухливості.
Для того, щоб охарактеризувати стан іонів в повітрі, недостатньо знати тільки концентрацію, оскільки іонні властивості повітря визначаються також властивостями самих іонів. В якості одного з цих властивостей слід згадати рухливість іонів. Рухливість іонів можна знайти, вимірювалося число іонів в залежності від поляризующего потенціалу, прикладеного до конденсатора. Крива позитивних іонів відрізняється від кривої для негативних іонів. Характеристика для негативних іонів має вигляд безперервної кривої, в той час, як відмітною особливістю характеристики позитивних іонів є те, що вона являє собою ряд прямих ліній з точками зламу, при певних значеннях поляризующего потенціалу (дискретні рухливості). Можна розрізняти три різні групи позитивних іонів з відповідними подвижностями 0,42, 0,84 і 2,5 см2 / (с * в).
Початкові і порушені стану повітря.
Аналогічні результати були отримані раніше при дослідженні властивостей іонів повітря в нашому Інституті. Результати попередніх вимірювань дозволяють скласти певне уявлення про властивості іонів повітря. Іон в газоподібному стані зазвичай розглядається як молекула (або атом), у зовнішній оболонці якої бракує одного або декількох електронів (позитивний іон) або навпаки у зовнішній оболонці (або оболонках) є один або кілька додаткових електронів (негативний іон). Такі іони, які можуть бути названі атомними або молекулярними іонами, можна спостерігати в чистих газах при низьких тисках, і вони досить добре досліджені. Якщо такі іони з'являються або створюються в повітрі при високих тисках (наприклад при атмосферному), то час їхнього життя становить лише частки мілісекунди, і їх рухливість зменшується. Одне з пояснень цього зменшення рухливості грунтується на припущенні, що з простим мономолекулярним іоном, що постає в газоподібної атмосфері, асоціюються інші молекули при досить високих тисках, утворюючи тим самим кластерний іон. Атмосферні іони в повітрі при атмосферному тиску являють собою такі кластерні іони. Ці малі атмосферні, малі іони, як їх часто називають, можуть бути розділені на дві або в деяких випадках на три групи з різними подвижностями. Було запропоновано іони першої групи називати початковими, малими іонами, а іони другої і третьої груп - збудженими малими іонами, оскільки останні можна розглядати як перетворити з часом з перших. Виходячи з вищезазначених вимірювань, можна оцінити рухливість позитивних початкових, малих іонів приблизно в 2-2,5 см2 / в * с, а рухливість збуджених малих іонів в 1 і 0,4-0,5 см2 / в * с, відповідно.
Зміна іонної щільності в приміщенні на першому поверсі університету Упсали.
Поряд з повільними змінами спостерігалися також швидкі флуктуації іонної щільності, область яких зазначена штрихуванням. Порівняно висока щільність іонів, зареєстрована в цьому випадку, викликана надходженням повітря з сусідніх кімнат, забруднених радоном і продуктами його розпаду. Надлишок негативних іонів, що спостерігався протягом деяких інтервалів часу, може бути пов'язаний з будь то процесами, при яких анігіляція негативних і позитивних аероіонів відбувається різними способами. Зазначено також відповідність із температурою (Т) і відносною вологістю (RH). Спад приблизно в 14-30 обумовлений тим, що двері і вікна відкриті. Вимірювання проводились в квітні
НПФ "Янтар" (www.ionization.ru)
Повне або часткове цитування даної статті заборонено