Электрический разряд в газах. Аэроионы и их лечебно-профилактическое действие

Газ, состоящий только из нейтральных частиц, является диэлектриком (изолятором). Если его ионизовать, то он становится электропроводным. Любое устройство, явление, фактор, способный вызвать ионизацию молекул и атомов газа, называют ионизатором.

Им может быть свет, рентгеновское излучение, пламя, ионизирующее излучение и пр. Электрический заряд в воздухе может образоваться и при распылении в нем полярных жидкостей (баллоэлектрический эффект), т. е. таких жидкостей, молекулы которых имеют постоянный электрический дипольный момент. Так, например, при дроблении в воздухе вода распадается на заряженные капельки. Знак заряда крупных капель (положительный для чистой воды) противоположен по знаку заряду мельчайших капелек. Более крупные капли сравнительно быстро оседают, и в воздухе остаются отрицательно заряженные частицы воды. Такое явление наблюдается у фонтана.

Электропроводимость газа зависит также и от вторичной ионизации.

Чтобы ионизовать нейтральный атом, следует совершить некоторую работу А _и по отрыву электрона, равную энергии ионизации. В физике принято энергию (работу) ионизации выражать ионизационным потенциалом

j_и = А _и/ е. (12.60)

Таким образом, ионизационный потенциал в вольтах численно равен работе ионизации в электрон-вольтах.

Приведем значения наименьшего ионизационного потенциала, соответствующего отрыву внешних электронов, для некоторых газов (табл. 23).

Таблица 23

Ионизационный потенциал внутренних электронов значительно выше.

Наряду с ионизацией наблюдается и обратный процесс — рекомбинация ионов, при которой выделяется энергия. Примером этого явления служит свечение газоразрядных трубок.

Если ионизатор прекратит свое действие, то вследствие рекомбинации при отсутствии электрического поля газ сравнительно быстро станет изолятором.

В земных условиях воздух практически всегда содержит некоторое количество ионов благодаря природным ионизаторам, главным образом радиоактивным веществам в почве и газах, и космическому излучению. Ионы и электроны, находящиеся в воздухе, могут, присоединяясь к нейтральным молекулам и взвешенным частицам, образовать более сложные ионы. Эти ионы в атмосфере называют аэроионами.

Они различаются не только знаком, но и массой, их условно делят на легкие (газовые ионы) и тяжелые (взвешенные заряженные частицы — пылинки, частицы дыма и влаги).

Тяжелые ионы вредно действуют на организм. Легкие и в основном отрицательные аэроионы оказывают благотворное влияние. Их используют, в частности, для лечения — аэроионотерапия.

Различают естественную аэроионотерапию, связанную с пребыванием больного в природных условиях с повышенной ионизацией воздуха (горы, водопады пр.)¹(¹ Изменение ионного состава воздуха в связи с солнечной активностью является, вероятно, одной из причин влияния Солнца на земные биологические организмы. Оно изучается в разделе биофизики, называемом гелиобиологией.), и искусственную, проводимую с помощью специальных устройств — аэроионизаторов, которым может быть любой ионизатор, создающий ионы в воздухе. Однако, используемый для лечебных целей, он не должен вызывать побочного вредного воздействия на организм. Разновидностью искусственной аэроионотерапии является электростатиче­ский душ (франклинизация).

При франклинизации применяют постоянное электрическое поле высокого напряжения (до 50 кВ). Лечебное действие оказывают образующиеся при этом аэроионы и небольшое количество озона. Франклинизацию проводят в виде общих и местных процедур. При общей франклинизации больной сидит на изолированном деревянном стуле с металлической пластиной, соединенной с положительным полюсом аппарата. Над головой больного на расстоянии 10—15 см устанавливают электрод в виде паука, подключенный к отрицательному полюсу аппарата.