粒子擴(kuò)散充電的兩種充電器工作方式
在擴(kuò)散帶電中,粒子通過(guò)與自由氣相離子碰撞獲得電荷。氣相離子是通過(guò)電離載氣(通常是空氣)產(chǎn)生的。在空氣中產(chǎn)生一對(duì)離子對(duì)平均需要32 eV的能量。自然界中,這種能量的來(lái)源包括宇宙射線和大規(guī)模地面輻射。在諸如放射源之類(lèi)的儀器中,放電和X射線可以產(chǎn)生這種能量。放射性離子源包括例如α-活性的241Am和210Po,以及β-活性的63Ni和85Kr。由于放射性物質(zhì)的運(yùn)輸受到限制,X射線源被用來(lái)替代氣溶膠帶電中的放射性電離,但放射性帶電仍然是氣溶膠儀器中的標(biāo)準(zhǔn)電離方法。有些儀器利用放電(通常是電暈放電)來(lái)實(shí)現(xiàn)電離。
放射性雙極充電器只是包含 α 或 β 活性源的氣溶膠室。來(lái)自放射源的輻射使室內(nèi)的氣體電離。電離過(guò)程產(chǎn)生正離子和負(fù)離子,這些離子會(huì)擴(kuò)散到粒子上。由于兩種離子極性都存在,放射性充電器可提供雙極充電。
在電暈充電器中,帶電離子是由高壓電極放電產(chǎn)生的。當(dāng)尖銳物體(在本例中為電暈線或電暈針)周?chē)碾妶?chǎng)超過(guò)氣體介電強(qiáng)度時(shí),就會(huì)發(fā)生放電。電擊穿區(qū)域的放電會(huì)產(chǎn)生離子。由于電場(chǎng)的作用,電極收集與電極極性相反的離子,而極性相同的離子則會(huì)從電暈電極漂移開(kāi)并參與充電過(guò)程。由于帶電離子是單極的,因此電暈充電器可提供單極粒子充電。